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英航空公司試飛生物燃料客機,。新華社/路透 |
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歐盟主辦國際生物燃料大會。新華社記者 徐金泉
攝 | 生物燃料不似化石燃料,，可以再生,，且不污染環(huán)境，一度成為科技“新貴”,、媒體寵兒,。
然而，去年的世界糧食危機讓它背負惡名,，因為目前生物燃料的主要原料來自糧食作物,。有人質(zhì)疑，生物燃料是否將人們引入歧途,？
但更多專家認為,，就此放棄生物燃料研究是“欠成熟”的想法，也許我們應當把視野放開闊些,，讓更多原料成為候選,，比如海藻。
方向性錯誤,？
在美國佛羅里達州西棕櫚灘邊的一片叢林里,，有一塊約半個籃球場大的水泥地，上面擺著一排排裝有塑料窗的白色浴缸,，缸里盛滿了墨綠色的液體,。
這里是生物燃料公司阿肯羅爾的秘密實驗場地，除美國能源署的官員外,，從未對外露過廬山真面目,。浴缸里的墨綠色液體是水和海藻的混合物。現(xiàn)年46歲的公司首席執(zhí)行官保羅·伍茲說,，他與他的合作者們有意利用海藻,，生產(chǎn)一種比石油和玉米乙醇更清潔、更便宜的生物燃料,。
“我們希望最終能生產(chǎn)出200億加侖生物燃料,，而且價格具有競爭力,。預計一年后，我們的產(chǎn)品就可以投入市場,，”伍茲說,。
如此豪言壯語，在生物燃料圈里曾經(jīng)比比皆是,，但對那些雄心勃勃致力于用植物替代汽油研究的人們而言,，2008年是不幸的。曾獲美國政府大力支持的玉米乙醇工業(yè)在這一年遭遇重大挫折,。
一系列重大研究顯示,，以糧食為原料的生物燃料，如玉米乙醇,，并非如人們想像的那樣，是一種綠色燃料,，正是它導致了世界糧食價格飛漲,。而且，由于發(fā)展生物燃料可以獲得政府補貼,，大片森林遭砍伐,，由此產(chǎn)生的溫室效應比燃燒汽油還嚴重。
美國自然資源保護委員會分析員納撒內(nèi)爾·格林說：“傳統(tǒng)的生物燃料,，如玉米乙醇和生物柴油等,，正把我們引向一個錯誤方向�,！�
但就此放棄生物燃料研究顯然不是一個明智的選擇,。事實上，汽車,、貨車和飛機所釋放的溫室效應氣體占世界總排放量的13%,，發(fā)達國家的釋放量遠甚于此。目前,，人們還無法擺脫對噴氣式飛機和內(nèi)燃機等交通工具的依賴,。即便是頗被看好的電動汽車技術，也還需幾年時間才能被大眾接受,，因為電動汽車一旦進入市場,，交通基礎設施勢必進行大規(guī)模改造，加油站需改造成充電站,。
因此,，美國環(huán)境保護基金會汽車戰(zhàn)略資深研究員約翰·迪西科認為，徹底放棄生物燃料研究是“欠成熟”的做法,。
幸運的是,，一些歐美公司正在開發(fā)不以糧食為原料的生物燃料,，它們的新選擇從柳枝稷到海藻，可謂五花八門,。雖然每一種技術都存在缺點,，不夠完善，但面對一個化石燃料日益緊缺的世界,，每一種嘗試都代表著一個希望,。
纖維素乙醇
玉米和甘蔗最早被選為生物燃料原料，因為植物淀粉中的糖比較容易發(fā)酵成乙醇,。但對于植物而言,，除可以食用的淀粉和糖外，還有其他重要成分,，比如構成所有植物細胞壁的有機分子——纖維素,。
大自然本身存在各種天然酶，可將纖維素轉化為糖,，比如食草的牛能在胃中分泌酶,，啃食木頭的白蟻也能在體內(nèi)分泌酶。但是,，如果擴展到工業(yè)生產(chǎn),，大規(guī)模地將纖維素轉化為可用材料制造燃料，就目前的技術水平而言,，成本“相當昂貴”,。
這一領域的技術發(fā)展較為緩慢，但有數(shù)家美國公司正抓緊研究,，希望搶先攻克技術難關,，占領纖維素乙醇市場先機。這些公司獲得政府支持,，每生產(chǎn)1加侖生物燃料可享受1.01美元的稅收優(yōu)惠,。政策上的傾斜攤薄了公司啟動初期的營運成本，令纖維素生物燃料生產(chǎn)相對于石油生產(chǎn)更具競爭力,。
李·林德是達特茅斯學院環(huán)境工程師,，也是低碳能源生物技術供應商馬斯科馬的創(chuàng)辦人之一，他正專注于尋找能消化纖維素并且直接吐出乙醇的細菌,。他稱這一過程為“生物綜合處理”,，可以大大降低生產(chǎn)成本。他相信即便沒有政府補貼,，馬斯科馬公司最終也能生產(chǎn)出比石油更便宜的乙醇,。
馬斯科馬公司的技術引起很多大買家的興趣。最近它與通用公司簽了一單生意,，用于開發(fā)纖維素燃料,。馬斯科馬公司還計劃在密歇根州建立一個商業(yè)生產(chǎn)基地,。
總部位于馬塞諸塞州的Verenium公司雖然成立才兩年，但它在路易斯安那州修建的實驗廠已基本完工,，這是美國本土第一家生物燃料工廠,，建成后每年將生產(chǎn)140萬加侖纖維素乙醇。它選用的原料是甘蔗殘渣,。
Verenium公司最近與能源巨頭英國石油公司達成合作協(xié)議,，共同開發(fā)纖維素乙醇。Verenium公司首席執(zhí)行官卡洛斯·里瓦斯希望這一合作能加速纖維素乙醇商業(yè)化進程,。他說：“在實驗室里,，我們可以做得十分完美，可一旦進入現(xiàn)實世界,，一切可能完全變樣,。我們必須通過實踐來學習�,！�
對分解纖維素最有經(jīng)驗的當屬丹麥的諾維信公司,，它是世界最大的工業(yè)酶生產(chǎn)商。多年來,，它生產(chǎn)的酶主要用于污水處理,，但近幾年,，它開始涉足生物燃料領域,。如今，生物燃料已成為諾維信公司增長速度最快的業(yè)務,。
諾維信公司雇用了一批“酶獵頭”,，在全世界范圍內(nèi)搜尋能消化纖維素的昆蟲。有人會問,，既然可以在實驗室里利用生物技術獲得更好的酶,，為什么還要在大自然中尋找天然酶呢？
在諾維信公司位于加利福尼亞州的研究所,，科學家們給出了答案,。他們正試圖通過改變天然酶的遺傳結構來提高纖維素的分解技術。這一過程被稱為“定向進化”,。諾維信北美公司總裁拉斯·漢森說：“纖維素正在向抗降解的方向進化,，我們的生物技術必須迎頭趕上，以對抗這種進化帶來的挑戰(zhàn),�,！�
海藻新希望
生物技術的發(fā)展讓人們充滿期待，新型生物燃料的出現(xiàn)也許指日可待,。
乙醇的一大缺點是,，標準的汽車發(fā)動機必須經(jīng)過改造,，才能使用乙醇做燃料。而且,，如用輸油管運送乙醇,，會對管道造成很大腐蝕。位于加州的Amyris公司正在研究如何利用遺傳工程,，生產(chǎn)能夠制造可再生燃料的酵母,。這種可再生燃料具有碳氫化合物的一切優(yōu)點，比如運輸便捷,、能量密度高等,，卻沒有碳氫化合物污染環(huán)境的缺點。
Amyris公司創(chuàng)建人內(nèi)爾·倫寧格說：“我們希望生產(chǎn)出一種能立即投入現(xiàn)有基礎設施的生物燃料,�,！�
Amyris公司去年11月新開了一家試驗工廠，年生產(chǎn)能力為240萬加侖可再生柴油,，至2011年,，產(chǎn)量將達到2億加侖。
但Amyris公司生產(chǎn)的燃料主要以甘蔗殘渣為原料,。雖然甘蔗的利用率遠遠高于玉米,，但它仍屬于糧食作物。很難想像,，Amyris公司可以在不影響糧食供給的情況下推廣它的技術,。
于是，科學家們又把目光轉向了一種更為物美價廉的替代品——藻類,。它沒有糧食作物原料的任何缺點,，無需土地，無需淡水,，只要陽光充足,，在鹽水中就能生長。不僅如此,，海藻還能大量吸收碳,。因此，從理論上講,，以海藻為原料可謂一舉兩得,，既可以生產(chǎn)可再生的生物燃料，也可以吸食化石燃料植物所釋放的碳,。
阿肯羅爾公司的伍茲很早就開始研究海藻,。雖然阿肯羅爾公司成立于2006年，但他早在1984年讀大學時就產(chǎn)生了以海藻為原料生產(chǎn)生物燃料的想法,。大多數(shù)海藻公司的做法是先壓榨海藻提取油,，然后加工成燃料,，而阿肯羅爾公司的做法是先獲取氣態(tài)油，然后冷凝成液態(tài),。伍茲說,，憑這種方法，乙醇的英畝年產(chǎn)量可達6000加侖,，而玉米乙醇的英畝年產(chǎn)量僅為370加侖,。
伍茲的想法吸引了不少合作者。阿肯羅爾公司準備在索諾蘭沙漠地區(qū)建立一個商業(yè)化生產(chǎn)工廠,。那里臨海,，可以利用海水培養(yǎng)海藻，附近還有一家煤炭廠,，可以提供濃縮的二氧化碳進行增壓加工,。
并非每個人都確信阿肯羅爾公司已經(jīng)做好準備。海藻生物燃料專家約翰·本尼曼說：“宣傳總是遠遠超過現(xiàn)實,�,！彼J為，目前還不存在任何成熟的商用技術,，可以從發(fā)電廠收集二氧化碳并將之傳送到海藻設備中,。
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就燃料作物而言，目前有3大競爭對手在起跑線上：草,、樹和海藻,。草和樹生長在陸地上，但需要復雜的處理程序,。目前用陸地作物生產(chǎn)的燃料主要是乙醇,，又叫“纖維素乙醇”,。海藻生長在水里,，培育起來比較復雜，但可生產(chǎn)高品質(zhì)油,，可被輕易轉化成生物柴油,。
以草為原料生產(chǎn)生物燃料的領軍者是加州的Ceres公司。它選擇了4種草——柳枝稷,、芒草,、甘蔗和蘇丹草，又叫做C4草,，光合作用效率高,，生長迅速，因此備受生物燃料工業(yè)青睞,。
Ceres結合基因改造和“智能”育種技術,，使它們的生長速度更快,。這幾種草生長于不同氣候條件。柳枝稷和芒草生長于溫帶氣候,，甘蔗和蘇丹草為熱帶植物,。Ceres計劃創(chuàng)造能夠在炎熱、酷寒,、干旱氣候下甚至鹽堿地生長的品種,，使它們能在無法生長糧食的土地上種植。這將降低種植成本,，減少食物和燃料之間的沖突,。
研究樹的先鋒是南卡羅來納一家名為ArborGen的公司。ArborGen也在研究4個種類：桉樹,、白楊,、火炬松和放射松。它采用和Ceres類似的方法加快樹木生長,，增加它們對寒冷的承受力,。
海藻同樣需要改造。難題之一是收獲海藻蘊含的油,，必須把它們從池塘里撈起來,、曬干、破壞它們的細胞,。這個過程費時費力,，有公司正考慮直接把海藻送去電站干燥，燃燒,。也有公司迎難而上,，比如克雷格·文特爾的合成生物公司。文特爾希望通過生物工程克服海藻油采集問題,。合成生物的海藻被安插了特殊基因,，在它們的外隔膜創(chuàng)造新的分泌通道，使油脂剛剛分泌就被海藻細胞排擠出來,，漂浮到池塘表面,。經(jīng)過基因改造后，這些海藻能比它們的野生同類分泌更多油脂,。 | | |