寻找世界最后一滴“石油”
当今世界许多陆上大油田的产量都已走过了峰值，作为一种不可再生能源，石油终将枯竭是不争的事实。但是在找到合格的替代能源之前，石油依然是人类无法放弃的核心能源，在“绿色革命”席卷世界的今天，各大石油公司仍然对深海石油，以及油砂等非传统石油资源热情高涨足以说明问题。至少在这个新旧能源时代更替的混沌阶段，世界各国的科学家们仍在努力寻找最后一滴石油。
开发油砂的绿色科技
如今的石油已成为一种外延宽泛的能源，近些年一些非传统的石油资源因储量极为丰富而广受关注，其中之一便是油砂。油砂又称焦油砂或沥青砂，是一种带有粘性的黑色重油，需要经过繁复加工才能转变成浓缩的原油。
地球上的油砂资源非常丰富，预计占到全球石油储量的2/3。加拿大目前是世界上主要的油砂生产国，美国平均每天从加拿大进口超过100万桶石油，这个数字是美国从沙特进口量的两倍，其中很大一部分源自油砂。美国的油砂储量也很可观，仅犹他州就拥有320亿桶石油藏于油砂之中。
但是因为开发成本较高，特别是对环境危害大，关于油砂的开采一直充满争议。现在美国宾夕法尼亚大学的一个研究小组已经开发出了一种开发油砂的全新方法。研究人员成功利用离子液体在几秒钟的时间内从油砂中分离出碳氢化合物，余下的部分基本都是无害的砂子，能够直接送回海滩，而不是送到填埋区。
油砂中混合了砂、粘土、水和沥青，要得到石油，首先需要将这些沉积物分离，提取出其中的沥青，这个过程往往成本不菲。沥青是一种高黏稠的含油混合物，要将其转换为石油，需要大量的水和能源，并且会产生有污染的废水，这类废水一般会被储存于露天的水池之中，对水生生物有相当大的毒性，一旦渗入地下还会进一步污染河流湖泊。
宾夕法尼亚大学的研究人员则只需要使用很少的能量和水，并且因为所使用的离子液体具有良好的化学和热稳定性，所有的溶剂都可以回收利用。研究小组负责人佩恩特表示，经过18个月的研发，他们选择了液态盐进行沉积物分离，由于是在常温下进行，因此不会产生废气处理水，沥青、溶剂、砂及粘土混合物可以被完美地分离成三个不同部分。
除了从油砂中提取原油，这一方法还可用于从遭受原油泄漏的海水中提取石油，在BP的漏油事件中，该小组曾使用掺杂原油的污砂做实验，结果同样是在几秒钟内，泄漏的原油和砂质即被成功分离。目前该研究小组已建立了一个模型系统并申请专利，下一步就是让这一技术走出实验室，接受实践的检验。
太阳能提高油田采收率
作为两种新旧能源的代表，石油和太阳能就像两条存在竞争关系平行线，但是现在美国能源公司GlassPoint却试图让二者产生交集。这家公司目前正尝试利用太阳能提升石油的采收率，并减少石油开发过程中的碳足迹。
利用天然气加热锅炉后产生的蒸汽回注油田，是当前提升老油田采收率的通用手段之一，GlassPoint则另辟蹊径，利用太阳能集热器搭建起一个温室，将太阳能加热产生的蒸汽灌入地下岩层，以提高老油田的采收率。温室里保持着高于外界的空气压力，没有灰尘进入，省去了温室内部的清洗工作，玻璃屋顶则可用机器人进行清洗，洗涤水还可回收利用，解决油田的缺水问题。
GlassPoint总裁麦克克雷格表示，太阳能采油的优势在于油井对蒸汽的压力没有要求，而电力驱动的蒸汽涡轮机要求恒定的温度和压力。此外，蒸汽中的水滴如果落在电动涡轮机中也会引起技术隐患。
在GlassPoint总部所在地加州，大约有1/3的天然气被用于“催油”，利用这一方法生产出的石油占到加州石油总产量的40%。但是在这个过程中，蒸汽成本可占到整个生产成本的2/3，每生产一桶石油需要消耗2百万英热单位热量的天然气。
目前GlassPoint已在加州成功建成一座示范工厂，这座占地面积4000平方米的工厂每小时能够产生1百万英热单位热量。但由于温室距离石油井口较远，太阳能只是用于将水预热，之后还需要天然气将水煮沸。为了全面发挥效力，GlassPoint很快将会建设一座规模更大的工厂，在石油生产过程中足以取代80%的天然气使用。据《纽约时报》报道，除了GlassPoint，另一家名为BrightSource的能源公司也正在加州为雪佛龙旗下的油田项目建设太阳能蒸汽系统，预计今年下半年投入使用。
下一代“生物石油”
当前乙醇汽油已在世界多国得到成功应用，事实上除了乙醇，丁醇也是一种很有前途的下一代“生物石油”，后者蕴含的能量多于乙醇，并且可以通过石油管道传送。但是与乙醇一样，丁醇燃油生产也需要使用甜菜、玉米淀粉和甘蔗等食用原料。当一种新能源与人类其他必须品发生交集时，批评和争议将难以避免。
为了避免丁醇走上乙醇的老路，美国加州大学洛杉矶分校的生物分子工程师詹姆斯·廖开发出一种全新的丁醇生产方法，使其摆脱了对粮食作物的依赖。通过一系列实验，廖已经证明微生物能够成为生产先进生物燃料的重要手段，它可以直接用农业废弃物，或者蛋白质原料例如藻类生产出丁醇。
目前乙醇类生物燃料的生产已进入第二阶段，即纤维素乙醇，但丁醇的发展要缓慢很多，目前研发工作集中于第一代生物丁醇，也就是仍然依赖粮食作物，而廖的新发现很可能会改变这一切。在与美国橡树岭国家实验室的合作中，廖和同事们利用解纤维梭菌成功将纤维素转化为丁醇。解纤维梭菌是一种喜欢咀嚼生物质的微生物，通常情况下不会直接制造出丁醇，但通过基因改造，这种微生物能够成功将纤维素转化为异丁醇。研究人员预计，一旦资金就位，将这项全新技术应用于生产只需要两年。
除此之外，研究人员还通过改造大肠杆菌的基因，使其能够利用蛋白质制造异丁醇。这种以蛋白质为基础的工艺为生物燃料工业提供了一种全新的原料选择。廖认为，利用蛋白质生产丁醇走向应用大约需要5至10年的时间。
