兔子身上的绿色商机

■ 陆 鸣

在孩子们的眼中，兔子是可爱伶俐的小玩伴；在美食家的眼中，兔子是味道鲜美的食材；在皮草商人眼中，兔子是源源不断的财富。

但是， 在美国朗泽公司（LanzaTech）眼中，兔子所能做的却远不止于此。因为在兔子的身上，他们发现了已经为他们带来过亿资金的微生物。

兔子体内的“加工厂”

乙醇是一种重要的有机原料，不仅广泛用作有机溶剂、消毒剂、饮料、食品添加剂和防腐剂等，还被认为是替代汽油的最佳燃料之一。工业上生产乙醇的方法主要有粮食发酵法、木材水解法、乙烯直接水合法、乙烯间接水合法、乙醛加氢法、一氧化碳（二氧化碳）和氢的羰基化学合成法等。

相比于这些化工手段，乙醇的生物气合成法最大的优势就是环保。

合成气乙醇发酵的过程是这样的：将木质纤维素原料全组分（包括纤维素、半纤维素和木质素）全部气化，转化为以氢、一氧化碳和二氧化碳为主要组分的合成气，然后再利用特殊的微生物将合成气发酵为乙醇。合成气发酵法可有效避开木质纤维素酸、酶水解的技术障碍，实现木质纤维素类生物质组分的全利用。

如果仅仅是把原料局限在木质纤维素上，这家成立于2005年的碳循环技术公司——郞泽技术便没什么优势可言了。关键是他们把原料扩大到了一些工业废气，把工业废气的一氧化碳、二氧化碳等“坏分子”改造成绿色环保的“好员工”——乙醇或异丁烯等。虽然这些乙醇或异丙烯等，最终还是要被用作燃料或其他工业用品，碳原子还会以二氧化碳的形式排放到大气中，但是这些碳已经被二次利用过，减少了原本要额外从石油或者其他燃料消耗的碳。所以，这为减少企业的碳排放提供了一种新的途径。

以先进的合成生物学生产能源物质，这是郞泽公司目前正在从事的事业，也为郞泽不断带来合作与效益。孰不知，他们的这一技术优势却最初来自在兔子肠道里发现的一种微生物。

这是一种能将氢气、一氧化碳以及二氧化碳转变成乙醇和乙酸的特殊的合成气发酵菌株——Clostridium autoethanogenum。

利用这株菌的特殊性，他们设计出能将一氧化碳“发酵”成燃料乙醇的新型工厂：许多行业的排放，如钢铁制造，与乙酸菌在自然界中生长的热液喷口产生的气体非常类似，这些微生物能利用工业排放气体完成繁殖和生长。

当然，这些株菌也可以让甘蔗、甜菜糖、稻草等植物资源转化成异丁烯。

Clostridium autoethanogenum使郞泽名利双收：在2012年被《福布斯》评选为美国100家最有前途的私有企业之一；截至目前，朗泽已经从包括硅谷风投公司Vinod Khosla在内的投资者手中募集了超过2亿美元的资金！

8700万欧元的大手笔

在钢铁生产过程中会产生大量一氧化碳，为了达到排放标准，企业通常的做法将是这些气体捕获、燃烧，但是这样做的后果是会产生大量致使全球变暖的二氧化碳。在全球减排减碳的压力之下，各国政府承诺投资数十亿美元为燃烧化石燃料的电站安装碳捕捉和储存（CCS）技术。不过，由于该项技术投资昂贵，发展速度比较缓慢。

先来分析一下钢铁工业废气中都有哪些成分。钢铁工业废气包括一氧化碳、氢气、二氧化碳、硫化氢和甲烷等，与乙酸菌Clostridium autoethanogenum的生长环境非常相似。所以，生物合成气乙醇发酵技术的最大受益行业就是钢铁业，现在世界上已经有一些钢铁企业在实施这一生物转化项目。

2015年7月，安赛乐米塔尔决定为旗下位于比利时根特市的工厂安装一项用微生物将工业废气转变为生物乙醇的装置，这样公司将来可以不用粮食生产生物燃料。项目计划投资8700万欧元，分两期建设：首期计划2017年年中完成，初始年产量1.6万吨乙醇；第二期计划2018年完工，届时总产量将达4.7万吨/年，足够50万辆乙醇混合汽油动力汽车的用量。如果这一项目被证明是商业可行的，安赛乐米塔尔还计划将旗下与之相关的工厂全部安装上这一系统。

8700万欧元的手笔决不是冒失之举。从2011年起，安赛乐米塔尔便与郎泽接洽，开始部署该项目。促成项目最后的落实，也有中国的因素在内。因为此类项目的实施，第一家却是在我国。

宝钢示范项目

2010年6月，朗泽与宝钢集团、中科院签署合作协议，以实现“利用钢厂废气生产燃料乙醇”这一工艺的商业化。而在此之前，宝钢排放的尾气主要用来发电，用“生物法”将尾气制成乙醇后附加值比发电要高3倍以上。“生物法”制乙醇产业化后其成本将比“粮食法”下降30%～40%。

装置于2012年3月宣布运行成功，后整体搬迁至首钢。2015年7月2日，这一300吨全流程工业煤气制清洁能源燃料装置，再次成功产出浓度为99.5%的合格燃料乙醇，为产业化发展提供了技术可靠、经济可行和环境治理的支撑，在京津冀地区率先推进钢铁工业煤气制乙醇产业化起到示范作用。

目前，首钢朗泽正在积极准备启动年产4.5万吨燃料乙醇商业化工厂的项目。该项目建成后或将成为全球首个4.5万吨燃料乙醇商业化工厂。

这种燃料的碳排放量仅为传统化石燃料的一半，在全球减排的大背景下，优势相当明显。除了钢铁业，一些航空公司等也在积极计划生物合成气的事宜。比如：2011年6月朗泽公司获得美国国防部先进研究项目局的资助，就如何通过低成本的创新方法，使用富含一氧化碳的资源生产喷气燃料（JP-8）展开研究；维珍大西洋航空公司（Virgin Atlantic），2011年10月11日，朗泽与瑞典生物燃料（Swedish Biofuels）公司和维珍大西洋航空公司共同宣布，将开发从工业废气生产低碳的合成喷气燃料煤油的合作；2014年10月25日，英国汇丰银行宣布加入这一研发行列，将为上述合作提供资金支持；印度石油公司（IndianOil）和Jindal钢铁电力公司于2012年1月宣布与郞泽公司合作，从工业尾气中生产商业化生物喷气燃料。

在全球节能减排的大环境下，其乙醇生物合成的途径也必将大放异彩。尽管生物合成乙醇的项目，从最初合作到装置上线的时间也点漫长，但对于钢铁厂、炼油厂及化工企业等尾气排放污染严重的企业来说，这些等待也许是值得的。