近日，荷蘭特文特大學(xué)宣布，該校開發(fā)出一種新的工藝方法，能更高效、廉價地從農(nóng)林廢料中提取生物燃料，從而使大規(guī)模生產(chǎn)生物燃料離現(xiàn)實更近一步。

新方法主要著眼于混合產(chǎn)物與氫進(jìn)行反應(yīng)的生產(chǎn)階段，通過特殊工藝提高生產(chǎn)效率，并且通過減少氫的用量來降低成本。適用于使用秸稈、樹木等農(nóng)林廢料為原料進(jìn)行的第二代生物燃料生產(chǎn)流程。

與使用糖類和淀粉類原料生產(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)勢吸引了越來越多的目光。

雖然糧食乙醇由于與糧爭地、加劇糧食緊缺問題而被許多國家叫停，科學(xué)家的目光卻沒有離開生物燃料的領(lǐng)域——

科學(xué)家的目光從未離開

生物燃料并不是一個陌生的詞匯。隨著能源緊缺問題的日益突出，由于在替代石油燃料方面的簡便易行等優(yōu)勢，以生物乙醇成為代表的生物燃料頗受青睞。麥肯錫公司2008年發(fā)布的一項研究報告表明，到2020年，第二代生物乙醇（纖維素乙醇）可替代3100萬噸汽油，使我國的石油進(jìn)口量降低10%。

近年來，隨著玉米乙醇、糧食乙醇等燃料的研發(fā)成功和推廣，既便宜又干凈的生物燃料被認(rèn)為是應(yīng)對能源、環(huán)境雙重危機(jī)的有效方法。雖然糧食乙醇由于與糧爭地、加劇糧食緊缺問題而被許多國家叫停，科學(xué)家的目光卻沒有離開生物燃料的領(lǐng)域，而是投向更加經(jīng)濟(jì)可行的第二代生物燃料。

與植物“捕獲”的太陽能大多儲存在秸稈等纖維素中，而纖維素乙醇，便是從自然界豐富又不能食用的“廢物”纖維素中得來的“能源解決之道”——

挖掘纖維素中的太陽能

第二代生物燃料，實際是將生物燃料的來源從玉米等糧食作物，變更為秸稈、農(nóng)作物殘渣等農(nóng)業(yè)廢料，以及木薯、甜高粱等經(jīng)濟(jì)作物。纖維素乙醇便是第二代生物燃料中的代表。雖然名稱略顯拗口，卻是高效利用自然資源解決能源危機(jī)的可行方法。因為植物的木質(zhì)部分都是由纖維素構(gòu)成，植物“捕獲”的太陽能大多儲存在秸稈等纖維素中。而纖維素乙醇，便是從自然界豐富又不能食用的“廢物”纖維素中得來的“能源解決之道”。

但秸稈、木材之所以能支撐作物，很大原因在于大自然賦予它的結(jié)構(gòu)——緊密結(jié)實。所以要將這些材料變成乙醇，難度比用玉米等糧食作為原料更大。目前，發(fā)酵法是生產(chǎn)纖維素乙醇的主要方法之一。其主要原理便是通過酶制劑來加速瓦解生物質(zhì)中的纖維素，并轉(zhuǎn)化為糖，然后如同釀酒一般，將糖變成酒精，再蒸餾成為無水乙醇。

據(jù)了解，美國環(huán)保署今年2月頒布的《可再生燃料標(biāo)準(zhǔn)》指出，到2022年美國生產(chǎn)的生物燃料將達(dá)到360億加侖，占全國能源消耗的1/4，而其中160億加侖都將基于纖維素。

我國目前的糧食產(chǎn)量大約為10億噸，而地上莖稈和地下廢棄的部分至少還有10億噸——

原料來源廣泛 不與人爭糧

與糧食乙醇不同的原料來源，是以纖維素乙醇為代表的第二代生物燃料備受青睞的首要原因。充分利用農(nóng)業(yè)廢棄物、不與人爭糧、不與糧爭地，這是第二代生物燃料誕生時就被賦予的使命。

據(jù)中國科學(xué)院能源植物中心副主任劉公社估計，中國目前的糧食產(chǎn)量大約10億噸，而地上莖稈和地下廢棄部分至少還有10億噸。“還有地上的草，山上的林，所有這些都含有纖維素?！币虼擞袑＜覕嘌?，玉米燃料乙醇只是中國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的開端，以纖維素為原料的第二代生物燃料乙醇才是未來大規(guī)模替代石油的關(guān)鍵。[page]麥肯錫2008年的研究報告表明，中國每年產(chǎn)生的秸稈大約為6億噸，除用于飼料和還田外，其余2億噸可用于纖維素乙醇生產(chǎn)?！鞍凑?噸秸稈生產(chǎn)出1噸乙醇計算，從2億噸秸稈可以得到5000多萬噸乙醇，幾乎等于目前中國的汽油總消耗量。” 諾維信公司全球執(zhí)行副總裁托馬斯·那奇表示。而麥肯錫估計，到2020年時，中國生產(chǎn)的纖維素乙醇將可以替代3100萬噸汽油，每年為中國帶來320億元人民幣的收入，創(chuàng)造600萬個就業(yè)機(jī)會。

可直接替代石油能源

提起機(jī)動車激增帶來的環(huán)境、能源問題，很多人會立即想到新能源汽車。而生物燃料正為這些問題提供了更加即時快速的緩解之道。

“長遠(yuǎn)看來，新能源汽車是傳統(tǒng)燃油汽車替代產(chǎn)品。而生物燃料的最大優(yōu)勢在于其原料來源比較豐富，而且可以和汽油進(jìn)行混合后直接供普通的燃油汽車使用，因此推廣成本較低?！蓖旭R斯·納奇說。

截至2009年，我國汽車保有量已突破6200萬輛。據(jù)估計，這個數(shù)字在10年后將突破2億?！澳壳拔覀兪袌錾系钠嚾灾饕揽績?nèi)燃機(jī)燃燒提供動力。而在汽油中添加15%以下的乙醇作為燃料，無需對現(xiàn)有車輛做任何改動，不需要建設(shè)新的加油站，也不需要改造交通基礎(chǔ)設(shè)施。也就是說，只要將一定比例的乙醇添加進(jìn)油箱，就能有效緩解環(huán)境和能源問題?！?托馬斯·納奇表示。

英國可再生能源專家克里斯·古德爾的研究也表明，用相同重量的糧食，做成乙醇加入汽車油箱里，和將其燃燒發(fā)電來驅(qū)動一輛同等噸位的電動汽車相比，行駛的路程幾乎相同。

如果我國政府給予同樣的補(bǔ)貼力度，中國的纖維素乙醇生產(chǎn)也能夠?qū)崿F(xiàn)盈利。

我國生物能源技術(shù)起步晚

今年8月，丹麥因必肯公司向挪威國家石油公司交付了29噸纖維素乙醇。這是世界上第一次以噸為單位將纖維素乙醇添加到汽油中，標(biāo)志著纖維素乙醇開始以一定規(guī)模從實驗室走向應(yīng)用。

中投顧問能源行業(yè)研究員周修杰表示，雖然我國生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家存在一定差距，但近年來這種差距正在縮小?！皬氖澜绶秶鷣砜矗w維素乙醇尚未真正實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。而今年中糧集團(tuán)、中石化以及諾維信簽署協(xié)議，將在2011年合資建設(shè)以玉米秸稈為原料的萬噸規(guī)模纖維素乙醇示范工廠?！?/p>

在周修杰看來，在生物燃料發(fā)展政策、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方面，我國與生物能源技術(shù)發(fā)達(dá)國家還有不小的差距。“直到現(xiàn)在我國對糧食乙醇生產(chǎn)仍然有補(bǔ)貼，但確定了我國燃料乙醇‘非糧’發(fā)展路線后，對非糧乙醇生產(chǎn)卻沒有任何補(bǔ)貼。在生物燃料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定方面也進(jìn)程緩慢。”據(jù)了解，美國對纖維素乙醇生產(chǎn)預(yù)定的補(bǔ)貼力度為每加侖1.01美元（約每升2元人民幣）?！叭绻覈o予同樣的補(bǔ)貼力度，中國的纖維素乙醇生產(chǎn)也能夠?qū)崿F(xiàn)盈利?！敝苄藿苷f。