新时代“炼金术”

2009-06-29 05:25新华社特稿
农产品市场周刊 2009年21期
关键词:炼金术诺维海藻

生物燃料可以再生,且不污染环境,一度成为科技“新贵”、媒体宠儿。然而,去年的世界粮食危机让它背负恶名,因为目前生物燃料的主要原料来自粮食作物。有人质疑,生物燃料是否将人们引入歧途?但更多专家认为,就此放弃生物燃料研究是“欠成熟”的想法,也许我们应当把视野放开阔些,让更多原料成为候选,比如海藻。

方向性错误?

在美国佛罗里达州西棕榈滩边的一片丛林里,有一块约半个篮球场大的水泥地,上面摆着一排排装有塑料窗的白色浴缸,缸里盛满了墨绿色的液体。

这里是生物燃料公司阿肯罗尔的秘密实验场地,除美国能源署的官员外,从未对外露过庐山真面目。浴缸里的墨绿色液体是水和海藻的混合物。现年46岁的公司首席执行官保罗·伍兹说,他与他的合作者们有意利用海藻,生产一种比石油和玉米乙醇更清洁、更便宜的生物燃料。

“我们希望最终能生产出200亿加仑生物燃料,而且价格具有竞争力。预计一年后,我们的产品就可以投入市场。”伍兹说。

如此豪言壮语,在生物燃料圈里曾经比比皆是,但对那些雄心勃勃致力于用植物替代汽油研究的人们而言,2008年是不幸的。曾获美国政府大力支持的玉米乙醇工业在这一年遭遇重大挫折。

一系列重大研究显示,以粮食为原料的生物燃料,如玉米乙醇,并非如人们想象的那样,是一种绿色燃料,正是它导致了世界粮食价格飞涨。而且,由于发展生物燃料可以获得政府补贴,大片森林遭砍伐,由此产生的温室效应比燃烧汽油还严重。

美国自然资源保护委员会分析员纳撒内尔·格林说:“传统的生物燃料,如玉米乙醇和生物柴油等,正把我们引向一个错误方向。”

但就此放弃生物燃料研究显然不是一个明智的选择。目前,人们还无法摆脱对喷气式飞机和内燃机等交通工具的依赖。即便是颇被看好的电动汽车技术,也还需几年时间才能被大众接受,因为电动汽车一旦进入市场,交通基础设施势必进行大规模改造,加油站需改造成充电站。

因此,美国环境保护基金会汽车战略资深研究员约翰·迪西科认为,彻底放弃生物燃料研究是“欠成熟”的做法。幸运的是,一些欧美公司正在开发不以粮食为原料的生物燃料,它们的新选择从柳枝稷到海藻,可谓五花八门。虽然每一种技术都存在缺点,不够完善,但面对一个化石燃料日益紧缺的世界,每一种尝试都代表着一个希望。

纤维素乙醇

玉米和甘蔗最早被选为生物燃料原料,因为植物淀粉中的糖比较容易发酵成乙醇。但对于植物而言,除可以食用的淀粉和糖外,还有其他重要成分,比如构成所有植物细胞壁的有机分子——纤维素。

李·林德是达特茅斯学院环境工程师,也是低碳能源生物技术供应商马斯科马的创办人之一,他正专注于寻找能消化纤维素并且直接吐出乙醇的细菌。他称这一过程为“生物综合处理”,可以大大降低生产成本。他相信即便没有政府补贴,马斯科马公司最终也能生产出比石油更便宜的乙醇。

马斯科马公司的技术引起很多大买家的兴趣。最近它与通用公司签了一单生意,用于开发纤维素燃料。马斯科马公司还计划在密歇根州建立一个商业生产基地。

总部位于马萨诸塞州的Verenium公司虽然成立才两年,但它在路易斯安那州修建的实验厂已基本完工,这是美国本土第一家生物燃料工厂,建成后每年将生产140万加仑纤维素乙醇。它选用的原料是甘蔗残渣。

Verenium公司最近与能源巨头英国石油公司达成合作协议,共同开发纤维素乙醇。公司首席执行官卡洛斯·里瓦斯希望这一合作能加速纤维素乙醇商业化进程。他说:“在实验室里,我们可以做得十分完美,可一旦进入现实世界,一切可能完全变样,我们必须通过实践来学习。”对分解纤维素最有经验的当属丹麦的诺维信公司,它是世界最大的工业酶生产商。多年来,它生产的酶主要用于污水处理,但近几年,它开始涉足生物燃料领域。如今,生物燃料已成为诺维信公司增长速度最快的业务。

诺维信公司雇用了一批“酶猎头”,在全世界范围内搜寻能消化纤维素的昆虫。有人会问,既然可以在实验室里利用生物技术获得更好的酶,为什么还要在大自然中寻找天然酶呢?

在诺维信公司位于加利福尼亚州的研究所,科学家们给出了答案。他们正试图通过改变天然酶的遗传结构来提高纤维素的分解技术。这一过程被称为“定向进化”。诺维信北美公司总裁拉斯·汉森说:“纤维素正在向抗降解的方向进化,我们的生物技术必须迎头赶上,以对抗这种进化带来的挑战。”

海藻新希望

生物技术的发展让人们充满期待,新型生物燃料的出现也许指日可待。

乙醇的一大缺点是,标准的汽车发动机必须经过改造,才能使用乙醇做燃料。而且,如用输油管运送乙醇,会对管道造成很大腐蚀。位于加州的Amyris公司正在研究如何利用遗传工程,生产能够制造可再生燃料的酵母。这种可再生燃料具有碳氢化合物的一切优点,比如运输便捷、能量密度高等,却没有碳氢化合物污染环境的缺点。

Amyris公司创建人内尔·伦宁格说:“我们希望生产出一种能立即投入现有基础设施的生物燃料。”

但Amyris公司生产的燃料主要以甘蔗残渣为原料。虽然甘蔗的利用率远远高于玉米,但它仍属于粮食作物。很难想象,Amyris公司可以在不影响粮食供给的情况下推广它的技术。

于是,科学家们又把目光转向了一种更为物美价廉的替代品——藻类。它没有粮食作物原料的任何缺点,无需土地,无需淡水,只要阳光充足,在盐水中就能生长。不仅如此,海藻还能大量吸收碳。因此,从理论上讲,以海藻为原料可谓一举两得,既可以生产可再生的生物燃料,也可以吸食化石燃料植物所释放的碳。

阿肯罗尔公司的伍兹很早就开始研究海藻。大多数海藻公司的做法是先压榨海藻提取油,然后加工成燃料,而阿肯罗尔公司的做法是先获取气态油,然后冷凝成液态。伍兹说,凭这种方法,乙醇的英亩年产量可达6000加仑,而玉米乙醇的英亩年产量仅为370加仑。

伍兹的想法吸引了不少合作者。阿肯罗尔公司准备在索诺兰沙漠地区建立一个商业化生产工厂。那里临海,可以利用海水培养海藻,附近还有一家煤炭厂,可以提供浓缩的二氧化碳进行增压加工。

并非每个人都确信阿肯罗尔公司已经做好准备。海藻生物燃料专家约翰·本尼曼说:“宣传总是远远超过现实。”他认为,目前还不存在任何成熟的商用技术,可以从发电厂收集二氧化碳并将之传送到海藻设备中。

(新华社特稿)

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