化石能源日益緊缺,，污染日趨嚴(yán)重,，新能源的開發(fā)和利用成為世界各國面臨的時(shí)代課題,。在尋找替代化石能源和第一代能源作物的過程中，芒草漸漸進(jìn)入研究人員的視野,，成為第二代能源植物中的希望,。
第一代能源作物與人搶地爭(zhēng)糧
當(dāng)今世界，再生能源發(fā)展迅速,，風(fēng)能,、太陽能、地?zé)�,、潮汐,、水電和生物質(zhì)能……都取得快速發(fā)展，其中生物質(zhì)能主要指綠色作物通過光合作用而形成的有機(jī)體,。生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式,，即以生物質(zhì)為載體的能量。目前,，我國農(nóng)村常見的生物質(zhì)能有秸稈,、沼氣等。
第一代能源作物主要是玉米,、水稻,、甘蔗、大豆,、油菜等糧食和經(jīng)濟(jì)作物,。這些植物大多為一年生，需年年耕地播種,，大量灌溉施肥,，投入的能量大，凈能量產(chǎn)出卻少得可憐,。加上它們還與糧食作物爭(zhēng)耕地,，由此帶來一系列負(fù)面效應(yīng)。比如,，人們?yōu)檠a(bǔ)充耕地而砍伐森林,，結(jié)果降低了地球的碳儲(chǔ)存能力，反而不利于解決溫室效應(yīng),。
美國等西方國家擁有大量閑置土地,，因此他們發(fā)展第一代生物能源條件比較優(yōu)越，已經(jīng)形成規(guī)模,。但是,，對(duì)于擁有世界1/5人口的中國，耕地面積不及世界的1/10，用耕地生產(chǎn)第一代能源植物必然危及糧食安全和國家穩(wěn)定,。
芒草多種優(yōu)勢(shì)集于一身
為解決能源植物和糧食作物爭(zhēng)地的矛盾,，世界各國均在尋找合理的替代途徑。早在上個(gè)世紀(jì)80年代,，芒草中的巨芒草就進(jìn)入了西方科學(xué)家的研究視野,。西方科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，作為第二代能源作物,，巨芒草具有多種優(yōu)勢(shì)。
芒草能夠在貧瘠的土地上生長(zhǎng),，不會(huì)與糧食作物爭(zhēng)耕地,；它們光合效率高，可以更有效地把太陽能和二氧化碳轉(zhuǎn)化儲(chǔ)存起來,；年產(chǎn)生物量大,，能提供更多的生物質(zhì)以轉(zhuǎn)化為燃料。同時(shí),，芒草具有高效用水,、用肥和光合作用的能力，并且一年播種可持續(xù)生產(chǎn)10到20年,，投入低,，凈能量產(chǎn)出相當(dāng)大。正是由于芒草具有不與糧食爭(zhēng)耕地,、產(chǎn)量高,、減碳能力強(qiáng)、凈能量大等多個(gè)優(yōu)勢(shì),，迅速成為能源作物研究中的新星,。
與谷物類糧食作物一樣，芒草在分類學(xué)上屬于被子植物的禾本科,。全世界共有約14個(gè)野生種,，大多分布在亞洲，少量產(chǎn)于非洲,，屬碳四植物,，具有高光飽和點(diǎn)、高光合速率和高光合生產(chǎn)效率生理特性,，比碳三植物耗水少且光合效率高,。
國際上研究最多的巨芒草，是一個(gè)起源于日本的不育三倍體雜交種,，其父母本是原產(chǎn)于東亞(包括中國)的二倍體的芒和四倍體的荻,。1935年巨芒草作為觀賞植物傳入丹麥，半個(gè)世紀(jì)后，作為能源作物的潛力替代品種首先在歐洲得到認(rèn)可和測(cè)試,。
芒草研究已經(jīng)進(jìn)入西方新能源戰(zhàn)略
據(jù)中科院植物研究所資源植物研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任桑濤介紹,，美國于2007年起建立了四個(gè)生物質(zhì)能研究中心，動(dòng)員美國幾乎所有相關(guān)國家實(shí)驗(yàn)室和數(shù)十所研究型高校對(duì)第二代能源作物進(jìn)行研究,。在美國第二代能源植物開發(fā)計(jì)劃中,，柳枝稷、芒草,、柳樹,、楊樹均成為重點(diǎn)研究的對(duì)象。
美國國家能源顧問斯蒂芬,？朗是對(duì)芒草研究較為深入的科學(xué)家之一,。最近，他們的研究結(jié)果表明,，在幾乎不施肥的情況下,，巨芒草的干生物質(zhì)產(chǎn)量達(dá)到了平均每公頃30噸。如果對(duì)芒草品種進(jìn)一步改良,，使其在更廣泛的地區(qū)種植并提高產(chǎn)量,，理論上拿出美國6.2%的耕地面積就可以生產(chǎn)出1330億升乙醇，可以取代美國2008年汽油使用量的20%,，減少該年美國因使用石油所排放的二氧化碳量的30%,。
美國學(xué)者薩莫維爾將美國生物能源戰(zhàn)略提升至新世紀(jì)的“曼哈頓計(jì)劃”。美國應(yīng)對(duì)金融危機(jī)時(shí),，發(fā)起了一場(chǎng)能源革命,。有觀點(diǎn)認(rèn)為，奧巴馬主導(dǎo)的能源革命是以綠色經(jīng)濟(jì)為主推動(dòng)新的經(jīng)濟(jì)革命,，這場(chǎng)革命已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出單純的經(jīng)濟(jì)振興計(jì)劃,，被廣泛譽(yù)為“開啟一場(chǎng)綠色革命”。
當(dāng)前,，美國力推的經(jīng)濟(jì)復(fù)興計(jì)劃核心即是能源產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展,，最終目標(biāo)是通過能源改造、轉(zhuǎn)型,，使美國大幅減少對(duì)進(jìn)口石油的依賴,，較少依賴化石能源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)國際秩序的重建,，促使全球經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,。具體來說，這將催生一個(gè)全新的產(chǎn)業(yè),，不僅為美國創(chuàng)造數(shù)百萬個(gè)就業(yè)崗位,，而且在新能源技術(shù)及其應(yīng)用方面,，也將取得重大的突破。未來,，美國計(jì)劃大量投資和開發(fā)綠色能源,。
因此,，美國對(duì)開發(fā)第二代能源作物寄予厚望,。
英國巨芒草燃料試驗(yàn)領(lǐng)先于歐洲其他國家。據(jù)路透社消息,，英國巨芒草種植規(guī)模急劇擴(kuò)大,，在過去五年里，收獲量增長(zhǎng)了十幾倍,，這將幫助英國更快更好地滿足歐盟可再生能源目標(biāo),。去年，英國啟動(dòng)了巨芒草能源計(jì)劃,。英國最大的火電站德拉克斯電站已經(jīng)開始將煤和芒草混合發(fā)電。今年年初的英國糧食價(jià)格上漲,，也未能改變英國這一計(jì)劃,。
