2009年，我國已經(jīng)躍居全球石油消耗量第二大國，按照目前的經(jīng)濟發(fā)展速度和對能源的消耗速度，尋找新的可替代能源已迫在眉睫。請關(guān)注——
也許有一天你下班走到停車(chē)場(chǎng)，突然發(fā)現汽車(chē)沒(méi)油了，你立刻回到辦公室抱起一堆廢紙，加入汽車(chē)油箱里，順利地開(kāi)車(chē)回家，趕上了與孩子們共進(jìn)晚餐。
這當然是一種理想境界。但是與廢紙同樣富含生物纖維素的農作物秸稈，正在成為科學(xué)家們制造生物燃料的新原料。
尋找可替代石油的燃料
事實(shí)上，在生物技術(shù)領(lǐng)域，生物燃料并不是一個(gè)新詞匯。
早在1860年，德國人奧托就發(fā)明了可利用乙醇做汽車(chē)燃料的奧托內燃機。與此類(lèi)似，20世紀初期，德國工程師狄賽爾發(fā)明了可利用花生油做燃料的柴油內燃機。
然而，隨著(zhù)20世紀30年代起對原油的大規模開(kāi)發(fā)，生物燃料的使用驟然下降。上世紀末，生物燃料在石油出現相對短缺的時(shí)期才又再次“露面”。
上世紀70年代末發(fā)生石油危機時(shí)，人們開(kāi)始用玉米、大豆、甘蔗等高淀粉和高糖含量的食物生產(chǎn)生物乙醇。生物乙醇是指通過(guò)微生物的發(fā)酵將各種生物質(zhì)轉化為燃料酒精�？梢詥为毣蚺c汽油混配制成乙醇汽油作為汽車(chē)燃料。
在初中學(xué)習生物課時(shí)，我們得知，細細咀嚼米飯會(huì )覺(jué)得有甜味，那是因為在口腔分泌的唾液淀粉酶作用下，米飯中的淀粉轉化成了帶有甜味的麥芽糖。
生物燃料工業(yè)，應用的正是這種原理。人們利用工業(yè)化的酶制劑，高效率地將玉米、大豆等所含的淀粉轉化為糖（主要是葡萄糖）。
而從糖到酒精（即乙醇）的過(guò)程，其應用原理則與千百年來(lái)人們的釀酒原理并無(wú)二致——通過(guò)利用酵母發(fā)酵等，將糖分解成為酒精和水。燃料乙醇工業(yè)只不過(guò)比釀酒工業(yè)多了一個(gè)蒸餾脫水的過(guò)程。
能源緊缺的問(wèn)題日益突出，隨著(zhù)玉米乙醇、糧食乙醇等燃料的研發(fā)成功和推廣，以生物乙醇成為代表的生物燃料因其既便宜又干凈，在替代石油燃料方面也比較簡(jiǎn)便易行，被認為是應對能源、環(huán)境雙重危機的有效方法，頗受青睞。
不過(guò)，這種被業(yè)界稱(chēng)為“第一代生物燃料”的技術(shù)自誕生以來(lái)，就因與人爭糧爭地而飽受爭議，科研人員開(kāi)始著(zhù)手研究如何從廢紙、秸稈等大量廢棄材料上獲取“第二代生物燃料”。
秸稈變燃油成為可能
與使用糖類(lèi)和淀粉類(lèi)原料生產(chǎn)的第一代生物燃料相比，第二代生物燃料不“與人爭糧”的巨大優(yōu)勢吸引了越來(lái)越多的目光。通過(guò)纖維素乙醇特別是利用農作物秸稈的產(chǎn)業(yè)化研究已經(jīng)成為全國生物技術(shù)和可再生能源研究的焦點(diǎn)之一。
但有一個(gè)難題一直困擾著(zhù)科研人員。
玉米、大豆等之所以可以由食物變身為燃料乙醇，少不了一種神奇的物質(zhì)——酶。酶是一種帶有活性的蛋白質(zhì)，可以在特定條件下起到生物催化劑的作用，高效率地催化各種生物化學(xué)反應。
然而，與玉米、大豆等主要由淀粉組成不同，秸稈、廢紙等主要是由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成的。原來(lái)能將淀粉變乙醇的酶制劑，對纖維素“束手無(wú)策”。
今年3月，來(lái)自丹麥的工業(yè)酶制劑提供商諾維信公司正式推出酶制劑產(chǎn)品諾纖力 賽力二代（Cellic CTec2），成為全球首款可以實(shí)現纖維素乙醇商業(yè)化量產(chǎn)的工業(yè)酶制劑。
諾維信全球執行副總裁托馬斯·那奇告訴記者：“生產(chǎn)一加侖的纖維素乙醇，酶制劑的成本在50美分左右，總的生產(chǎn)成本在2美元左右。而且從工藝集成、優(yōu)化角度以及各種技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，我們認為還有下降生產(chǎn)成本的空間�！�
每加侖2美元的成本與目前國際市場(chǎng)的汽油價(jià)格持平——這意味著(zhù)，纖維素生物質(zhì)能源成為了極具競爭力的汽油替代品。
商業(yè)化應用仍需時(shí)日
中糧集團、中石化、諾維信公司三方計劃在2011年第三季度開(kāi)始建設萬(wàn)噸規模纖維素乙醇示范工程。這意味著(zhù)，纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化將進(jìn)入快車(chē)道，我國的汽車(chē)離喝上更加環(huán)保、價(jià)格更低的“生物乙醇”燃料不遠了。
“希望在未來(lái)的三到五年之內能夠完成商業(yè)化示范裝置的建設，并能夠把最終的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。目前做的工作還是在示范項目前期準備�！敝屑Z科學(xué)研究院生化研發(fā)中心總經(jīng)理助理林海龍介紹說(shuō)。
像所有新生的行業(yè)一樣，雖然在技術(shù)上獲得重大突破，但其市場(chǎng)如何仍需時(shí)間檢驗。面對過(guò)于分散的國內農業(yè)現狀，纖維素乙醇示范工程也面臨著(zhù)很多艱難險阻。
林海龍說(shuō)：“秸稈做乙醇根據技術(shù)方案的不同，大概是在4—7噸農作物秸稈可以生產(chǎn)1噸乙醇。在中國，我承認它與美國的形式不太一樣，農業(yè)操作的形式相對來(lái)說(shuō)更分散，如果將來(lái)實(shí)現秸稈大規模利用，秸稈的收集和物流對中國來(lái)說(shuō)是很?chē)谰膯?wèn)題�！�
面對種種可預見(jiàn)的困難，諾維信中國區總裁柯銘也坦言：“工業(yè)精煉還處于一個(gè)襁褓期，有很好的發(fā)展空間，但它有三個(gè)重要的問(wèn)題需要解決。第一個(gè)是有沒(méi)有現成的技術(shù)；第二就是已經(jīng)有的技術(shù)是不是在經(jīng)濟可行性上有競爭力；第三個(gè)是從產(chǎn)業(yè)結構方面，因為現有的像農林、畜牧業(yè)的組織形式主要是為食品生產(chǎn)而進(jìn)行的，它要為工業(yè)提供穩定的一年12個(gè)月的原料來(lái)源的話(huà)，就必須對它的結構進(jìn)行一些調整，適合工業(yè)生產(chǎn)的需要�！�
而如果絕大多數的秸稈都去制造生物乙醇了，是否會(huì )造成土壤營(yíng)養成分流失呢？對此，林海龍表示：“在國內、國外都做了許多研究，影響土壤營(yíng)養活力的不僅僅是秸稈，也包括耕種的方式、土壤中微生物的情況，耕種田地中生物的情況和操作方式。所以國內有學(xué)者認為，如果適當的或者按一定比例的用秸稈去加工，并不會(huì )影響土地的質(zhì)量�！�
(來(lái)源：科技日報)
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