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第二代生物燃料初露端倪

2012-11-14 16:01:54 半月談   作者: 楊駿  

由于占用耕地,傳統生物燃料被打上了“與糧爭地,與人爭食”的標簽。如今,傳統生物燃料生產方法難以為繼。即使是強制推行生物燃料在汽油中添加比例的歐盟,也不得不于10月份出臺新法令,限制糧食轉化生物燃料。

生物燃料發展遭遇寒冬了嗎?這似乎只是表面現象,因為第二代生物燃料已初露端倪,生物燃料的命運正在峰回路轉。

成為新寵

與使用糧食作物為原料的第一代生物燃料不同,第二代生物燃料以秸稈、甘蔗渣、稻殼、枯草和碎木等農業廢棄物或非糧作物為主要原料,又被稱為纖維素乙醇,或非糧生物燃料。如今,生活中一些廢棄動物脂肪以及藻類等也被歸為第二代生物燃料可用的原料。

第二代生物燃料已成為許多國家開發能源的新寵。處于領頭羊地位的是巴西,該國正在開發含糖木薯產乙醇。巴西此前一直利用木薯生產乙醇,但需要將淀粉經水解轉化為糖,再提煉乙醇,技術要求和成本較高。通過轉基因技術,巴西農牧業研究公司開發出一種根部含糖而不是淀粉的木薯,省卻了復雜的水解步驟,提煉乙醇所需成本比一般木薯減少25%。

荷蘭皇家航空公司從去年開始,啟用以俗稱“地溝油”為原料的第二代生物燃料。今年6月,荷航一架以生物燃料驅動的客機首次執飛洲際航線,從荷蘭阿姆斯特丹前往巴西里約熱內盧。荷航介紹說,這種生物燃料以特殊技術從“地溝油”中提煉出來,其技術標準與普通的航空煤油一樣,不需要對現有飛機發動機進行改造。

今年9月,德國最大的生物煉油示范廠在巴伐利亞州投入運行。屬于科萊恩化學品公司的這座新廠耗資2800萬歐元。它利用生物技術,從玉米秸稈和其他農業殘留物中獲取乙醇燃料,實現了從秸稈粉碎到植物纖維酶分解,再到糖發酵的完整轉換過程。新廠二代生物乙醇初期年生產能力達到1000噸。專家計劃未來幾年以該廠為樣本,建設年產5萬噸的工廠。

生物燃料大國美國,在多年前就著手研發第二代生物燃料技術,并和歐洲公司合作開辦多家工廠。2011年8月,美國總統奧巴馬宣布,政府將推出一項總額為5.1億美元的補貼計劃,推進第二代生物燃料的生產開發進程。

對于第二代生物燃料何以突然發力,全球最大的工業酶制劑生產企業丹麥諾維信公司中國區總裁柯銘解釋說,這完全因為科技創新。目前的關鍵技術是催化酶技術。酶是一種生物催化劑,可使生物化學反應在溫和的環境下進行得更加迅速、效率更高。新型酶制劑能將植物中的纖維素分解成可發酵糖,進而轉化為乙醇,適合用秸稈等農業廢棄物生產乙醇。近兩年來,該技術的成本直線下降,使第二代生物燃料越來越具有競爭力。

新技術也在不斷克服原料分解領域的難題。法國從事生物技術開發的中小企業Deinove公司不久前宣布,該公司成功分離出一種稱作“奇球菌”的菌株,能在不需要酶、酵母或抗生素等添加劑的情況下,直接將復雜的生物原料纖維分解成單糖并轉化成乙醇。

前景廣闊

據專家介紹,與第一代生物燃料相比,第二代生物燃料具有非常大的優勢。首先,汽車發動機不需要改造就可以直接使用摻入了新一代生物乙醇的汽油或柴油。其次,生產第二代生物乙醇的催化酶技術成本還將快速下降,大規模工業生產的可行性非常大。再次,秸稈等纖維素類農業廢棄物大量存在。

對于中國而言,發展以秸稈為原料的第二代生物燃料,不僅可以發揮收集農作物廢料的人力成本優勢,還有利于農民的增收和農村經濟的發展。

歐盟10月份公布了新生物燃料法令,嚴格限制以糧食為原料的生物燃料在交通能源中的使用比例(未來不超過5%),鼓勵新能源企業開發第二代生物燃料。歐盟負責環境問題的官員赫澤高解釋說,新法令意在提醒:只有以油料廢物或微藻為原料的第二代生物燃料才可能在未來獲得補貼。這些事實表明,歐盟正全力督促新一代生物燃料研發,以減少對糧食供應的影響。

各國各地區爭相發展第二代生物燃料,這種燃料前景到底如何?諾維信公司全球總裁李斯閣認為,全球的石油儲量正在枯竭,相反,第二代生物燃料以農林業的廢棄物為原料,供應充足。相關技術進步使得生物燃料可以和傳統的化石能源在價格上進行競爭。李斯閣預計,未來10年,全球10%的汽油將被新一代生物乙醇燃料替代。彭博社在今年1月發布的世界新能源報告中預測,到2030年,生物燃料有望替代全球約一半的汽油用量,創造上千萬個就業機會。




責任編輯: 中國能源網