生物燃料可以再生,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?,F(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?!蔽槠澱f。
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,并非如人們想象的那樣,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?!?/p>
但就此放棄生物燃料研究顯然不是一個明智的選擇。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(shù),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(shù)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(gòu)成所有植物細胞壁的有機分子——纖維素。
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(shù)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(shù)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。
總部位于馬薩諸塞州的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。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?!睂Ψ纸饫w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(lǐng)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(shù)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(jié)構(gòu)來提高纖維素的分解技術(shù)。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(shù)必須迎頭趕上,以對抗這種進化帶來的挑戰(zhàn)?!?/p>
海藻新希望
生物技術(shù)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。”
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。很難想象,Amyris公司可以在不影響糧食供給的情況下推廣它的技術(shù)。
于是,科學家們又把目光轉(zhuǎn)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。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(shù),可以從發(fā)電廠收集二氧化碳并將之傳送到海藻設備中。
(新華社特稿)