—九七三年发生能源危机之后，各国突然发觉自己仅仅完全依赖一种能源，并认识到人类过去事实上生活在一个石油社会里。显然，如果实行了一种包括多种来源的广泛的能源政策，这样一次突发性危机本来是不会影响任何一个国家的。由于得不到做饭和取暖所需的充分的柴火，继上次危机后又发生了第二次能源危机。

能源危机对农村的严重影响

这第二次能源危机比第一次危机严重得多，因为它影响到整个发展中国家广大的农村居民。据估计、印度到2000那一年缺少柴火1亿3千7百万吨左右，如果每年每公顷能出产大约四吨干柴，这就需要3千4百万公顷土地，那么在为期十七年内每年就要损失50亿卢比。总之，至今农村穷苦人的能源需要一直被忽视，他们往往有粮食而没有充足的燃料来做饭。由于柴火奇缺，他们必然地要到森林或种植园去偷取柴火。因此，跟别的基本需要——如吃饭、住房、穿衣和医药——一样，做饭和取暖的能源也应被认为是基本需要，并且得到国家的保证。这一点变得特别必要了，因为在能源利用方面区域性的差距太大了。

应实行广泛的能源政策

事实上，各个富国在利用能源时不顾严重后果，同这有限的能源极不相称，因而污染情况日益严重。对付这种局面的一个办法，是要实行一种广泛的能源政策，要利用多种能源，而每种能源的供应量都不得超过能源总需要量的20 ～ 25%。在像印度这样一个粮食差不多能自给而能源缺乏的发展中国家里，可以把非耕地用来种植能源作物，与之形成对照的是，那些既缺能源又缺粮食的国家，就只能腾出一点，或根本腾不出土地了。

然而，生物能源生产、农业和畜牧业形成了一个完整的共生体系。为了对付能源危机，和满足对粮食、纤维和饲料的需要，像印度那样的发展中国家只有一种选择，即扩大农林基地。既然农业确是一种充满活力、维持生计和持久的体系，农林业的作用是以一种生气勃勃和生产性的方式来保持土地，因此人类的生命就能在今后长期保持下去。虽然农业废料或废渣是生物燃料的十分宝贵的原料，人们能以多种办法加以利用到农业生产上，但也没有必要收集一切废料或废渣，以通过土壤里的微生物来分解，达到土壤自然变肥的目的。

生物能源

生物能源可能并不是解决全部能源问题的万能手段，但是毫无疑问，它将有助于我们大大地减少完全依赖矿物燃料的程度。既然生物能源同社会和环境都有关系，对生物能的利用，使得我们能够使空气、水和土地保持洁净，并使我们的生命维持系统得以持久，因而人类，以及有关事业——如农业、林业和畜牧业——的存在，就不受威胁了。为了达到这—目的，需要办两件事：第一，由于像印度这样一个农业占绝对优势的发展中国家，拟订计划时要明显地侧重于植物和植物科学和采用研制模拟光合作用的办法；第二，应使绿化的程度日益提高。

可以清楚地看到，光合作用能成为我们非常需要的能源，利用起来又极其方便。

光合作用的重要性在于，它利用取之不尽、用之不竭的能源——阳光，并利用像水和二氧化碳那样的十分充足的原料来产生化学能，而又不会引起一点儿污染、此外，光合作用的过程中还产生救生用的氧气，即使在生物化学家们能复制出这样一种有效的体系后，人类仍要有赖于植物体系和光合作用。

光合作用在叶绿素里的过程十分简单。植物靠太阳能生长，把二氧化碳和水转变成有机物质，同时放出氧气、因而少量的能在稳定的有机产物中储存起来，把低化学势能物质（水和二氧化碳）转变为高势能有机物质。按全年平均计算，在温带地区光合作用的转化效率从0.3%上升到1.3%，而在热带或亚热带地区从0.5%上升到2.5%，虽然植物在短期的充满活力的生长期内，效率从3%上升到5%。光合作用的效率影响有机物质的量，而有机物质会随着效率和光照度的不断增加而增加。为了增强光合作用的效率，科学家们已经作了巨大努力。今天，大家都认为这种效率是低的。

除木柴外，其他种类的生物能或生物燃料有：农业酒精、植物油、碳氢化合物作物，特别是那些产生橡胶和石油的植物、如淡水水草、污水水藻、碳氢化合物的藻类等。各种原料或生物的转化过程既有其有价值的东西，亦有没有价值的东西，厌氧微生物、需氧微生物和酶的菌致分解和热化学的转化是，产生固体、液体和气体燃料的不同途径。

像印度这样的国家，建立木材种植园的基本前提是，对木材的需要不能而且也不该靠天然林来满足，因为这会使现在仅占23%的植物覆盖面积减少，虽然按照印度政府的国家森林政策决议规定，覆盖面积为33%。然而，植物的有效覆盖面积只有大约12%。只要做饭燃料不能免费供给农村穷人，只要制造燃料的费用不是非常便宜，那么印度森林的毁坏就不会停止。为了在最短的时间内取得木柴的最高产量，应在非农田或边沿地带培植密度高、轮换期短、长势快和耐寒的落叶树种和灌木林，只有这样，才能避免与农作物争地。迄今所报告的木柴产量过于乐观，有必要进行细致的科学实验，因为对于为了家用和发电用木柴而建的种植园的任何计划来说，估计产量是决定性因素。这里有许多发展大规模木柴种植园的有利条件，而这许多种植园的位置应有严格规定，应设在避开国际政治，对环境对社会都合适的地点。

农业酒精虽在巴西已成功地作为运输工具的燃料，但远不适合于像印度这样的国家，因为酒精用作工业原料更为经济。而且，以甘蔗和木薯来替换粮食，也是不明智的。然而，将来的酒精原料是木质纤维素，研究与发展组织必须加紧研究以便使之成为商用原料。与此类似的情况是，虽然植物油是柴油发动机的有价值的燃料，但是由于印度食油奇缺，由于油价比石油价贵，眼前植物油没有希望用作燃料。

新的碳氢化合物植物

新的碳氢化合物植物，例如银胶菊和大戟属植物，是耐寒的，非常适合于印度种植，而且能够在干旱贫瘠的地区种植。对天然橡胶的需求量并未减少，因为它比合成橡胶更受人欢迎；此外，合成橡胶的基础是石油原料。为了填补6万5千吨天然橡胶的亏空，到1985年就需种植2万6千多顷银胶菊。

在水生生物中，像水中生长很普遍的风信子那样的水藻已在被利用了。虽然污水对环境说来，是一种公害，但是它可以成为生物气的一种源泉，还可成为家禽的单细胞蛋白质的一种培养基，而这在过程中，污水就作出了贡献。

藻类是碳氢化合物的一种极有价值的能源，应重视催化加氨作用的产生过程。整个海洋生物能源领域一直被严重忽视，由于海洋占地球表壳大约71%，因此需要非常重视。

几年来，科学家们对氢作为能源的一种来源这一问题，一直广泛地进行着讨论，但是并非普遍都知道，除了通常的电解过程、热过程和热化学过程外，通过生物的过程也能产生氢。生物的光分解作用包括植物内部光合作用的方向性变化，因此它们产生的是氧和氢，而不是氧和有机物质。这样一种光合作用的过程是特别重要的反应：在含铁蛋白质——ferredoxin这一电子接受物存在的情况下，从水中产生出电子来。ferredoxin产生氢和氧，并接受电子，而从化学角度来说，ferredoxin在减少。这种情况是在光和那提供必需的酶的叶绿体存在的情况下发生的。在光合作用的，第二阶段，二氧化碳同碳水化合物结合。这部分过程不需要光，但却需要ferredoxin电子合成物。如果没有二氧化碳，就不能发生无照反应并且有少量的ferredoxin储存起来。科学家们发现，如果存在放氢酶，它能使高能电子从ferredoxin分离出来。这种酶促使电子演化氢离子、继而离析出原始氢分子。

科学家们发现，放氢酶存在于一种细菌里，在实验室里，把放氢酶从细菌里分离出来，并能加以提纯。科学家们现在正在研制人造电子接受物以减少对ferredoxin的依赖。放氢酶也可用一种钯和铂制成的催化剂来替代，虽然效力有所降低。

实验也证明，用菠菜或其他绿色原料作为基本原料并用由细菌产生的放氢酶，能产生氢。如果藻类成为基本原料，甚至就不需要靠外部原料制造放氢酶了。上述几种原料在没有二氧化碳的情况下能产生氢。通过生物光分解和生物电作用，生物氢同紫色植物膜放在一起，分别演化为细菌的和青绿色酶、放氢酶和含卤素的细菌。科研实验室应很重视上述研究，因为这方面的研究会带来长远影响。

现在急需从基因方面培植和改善一切新的即将出现的能源作物，微生物和藻类（目前藻类是野生的并且单位面积和单位时间内产量很低）。只有十分重视高质量的基础研究，这一目标才能实现。

（Link，1982年2月21日）

____________________

* 本文作者是印度全国植物研究所所长、印度科学大会植物学部主席。