生物燃料

郑 婷

跨入21世纪的人类社会正在努力构建经济发展与环境保护之间的和谐，其中寻找传统能源的绿色替代品成为关注重点。在2008年之前，生物燃料的启动工程就已经开始在世界各地蔓延开来。美国新生代生物燃料集团Algenol里面的科研人员则有了一个大胆的设想：要研制出一种比石油和乙醇成本更加低廉、使用更加环保的新型燃料。Algenol的首席执行官伍兹先生说：“这是种用阳光和二氧化碳培育出来的水和藻类生物的微观混合产物。我们打算做20亿加仑，并且在一年后以极有竞争力的价格打入市场。”

这种大胆的预测曾经一度是司空见惯的。可是2008年的生物燃料行业，对那些希望用植物代替石油的人却显得并不友善。

靠政府资助而发展起来的美国玉米加工乙醇产业在去年破产。不仅如此，更糟糕的情况是一连串的研究表明，排除其他的环保替代品，玉米加工乙醇势必会造成食品价格上涨，同时产生比石油更高的温室气体排放量；由于政府对生物燃料的补贴，还会加剧森林的砍伐。美国自然资源委员会(NRDC)的格林说：“如果有什么区别的话，那就是传统的生物燃料如乙醇和生物柴油正驱使着我们往错误的方向前进。”

但是现在就放弃生物燃料显然又是个错误的选择。事实上，美国的汽车、卡车和飞机所排放的温室气体量占到了世界总排放的13％——远远高于其他发达国家，而现在，世界上仍没有立即可行的方法来解除运输对喷气式飞机和内燃引擎的依赖。“这仅仅是过早地排除了其他选择。”在美国环境保护基金会供职的高级汽车战略研究员约翰说，“问题依然很严峻。”幸运的是，美国和欧洲的许多公司都在用尽一切办法探索新的粮食作物生物燃料替代品。

科学领域的商业应用

玉米和甘蔗是最早被用作生物燃料的农作物，因为植物淀粉中的糖很容易被发酵成为乙醇。但是更多的植物不仅仅只含有食用淀粉。奶牛储存在胃中用来咀嚼草，白蚂蚁用来穿透木头——酶，可以把粗纤维变成糖。但是在大规模的工业上，要把纤维转化成有用的物质来制造燃料，用美国Dartmouth学院环保工程师林德的话来说，“目前还是太昂贵了。”他是利用纤维素技术的生物燃料启动工程Mascoma的创始人之一。

这块领域的进展还不是很明显。然而现在，美国的一些公司有望成为市场上首批商业化纤维素乙醇制造商。与此同时，一项新的美国税收法也为每制造一加仑这样的燃料而抵免了1.01美元。这项国家援助行为将会有利于抬高初始成本，使得高纤维比石油更有竞争力。

在Mascoma，林德集中发现并利用细菌来消化纤维素，并能分步吐出乙醇，他把这称之为“联合生物加工”，这大大降低了其生产成本。林德相信，即使没有政府的补贴，Mascoma最终也能生产出比天然气成本更加低廉的乙醇。Mascoma最近签了一份协议，为通用汽车公司开发纤维素燃料，该公司还计划在密西根州建立一个商业据点。

其他的制造商也不甘落后。刚成立2年的麻州剑桥Verenium公司在路易斯安那州即将建造完成另一个示范工厂，第一个是在美国本土，一年能生产140万加仑(5.3万升)纤维素乙醇，其主要原料也是甘蔗。Verenium公司希望能加快与能源巨头BP公司合作的进程。“你可以在实验室里做任何事情，结果也会相当完美。”Verenium的首席执行官卡洛斯·瑞瓦说，“但是在现实中是截然不同的，你必须学会如何应对。”

生物技术的前景

生物技术正面临着进化的挑战，但是它的前景不可估量，必将制造出更好的生物燃料。

乙醇的一个缺点就是标准化的汽车引擎需要用火烧来翻新，更重要的是，在输送石油的过程中，乙醇太容易腐蚀输送管道。但是，Amyris公司能够利用基因生产酵母，这些酵母能产出量身定做的并且拥有氢化物所有优点的可再生能源。这一发明如同缓解拥堵的交通，没有任何不利于生态环境的因素。Amyris公司在11月又新开了一家生产能力为每年24亿加仑可再生柴油的子公司，目标是到2011年制造200万加仑的燃料。

但是有一个问题：Amyris公司设计的燃料仍然是以粮食作物(目前是甘蔗)为主要原料。虽然作为燃料，甘蔗比玉米更高效，但它始终是粮食作物，很难看出Amyris公司如何能按比例提高技术含量而不影响世界粮食储备。

没有人比Algenol公司的伍兹更看好藻类燃料的前景了。他在2006年成立了公司，但自从1984年大学本科毕业后他就通过Algenol公司背后的技术力量而萌发了挖掘藻类燃料潜力的想法。大多数企业收获藻类生物然后通过挤压来提取石油，再加工成燃料，但Algenol公司的菌株基本上是石油气体的形式，可以浓缩成为液态。Woods说他的系统每年每公顷的藻类能生产6000加仑的乙醇，相当于370加仑的玉米加工乙醇。“通过大量的研究，我们认为，利用藻类生产生物燃料可能有非常显著的潜在优势和效益。其中一项优势就是，现成的阳光和二氧化碳可满足藻类进行光合作用的生长需要，这有利于减少温室气体的数量。而且，种植藻类不占用粮食生产所需的清水和耕地。最后，利用藻类有可能批量生产油料，在现有的炼油厂加工，制成与现有运输技术和基础设施相适应的燃料。”伍兹说。

宣传在某种程度上超过了实际。但历经考验的先进生物燃料确实已经遍布世界，成为普遍的替代能源。

要满足全球不断增长的能源需求，需要大量的技术和能源来源。我们相信，如果我们通过努力开发出一种经济上可行、碳净排放量低的运输燃料，那么今后生物燃料可能成为这种解决方案之中很有意义的一部分。当然，每一项技术都有它的缺陷，都不可能是十全十美的。但在气候变暖全球能源挑战的大环境下，我们能做的少之甚少，唯有不懈地追求才能最终实现我们的梦想。