將作物秸稈、野草、廢木料和家用廢料等等又便宜又豐富的東西轉化為乙醇，或許在不久之后將成為生物燃料發(fā)展的主流技術 　　 　　今年5月29日，經合組織與聯(lián)合國糧農組織在其發(fā)表的一份報告中稱，到2017年，全世界的乙醇產量將是2007年的兩倍，達到1250億升。該報告還指出，政策上的支持，油價的攀升，都會強烈影響未來對生物燃料的需求。而這種上升趨勢將導致全球糧食價格的繼續(xù)攀升和減小糧食在食物和飼料中的使用率。
　　那么，在未來10年，以家用和農林廢料為原料的第二代生物燃料究竟能不能取代糧食乙醇，實現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)生產呢？
　　
　　黎明前的纖維素乙醇產業(yè)
　　
　　很多專家估測，由于玉米乙醇的生產將占用更多耕地，并與糧食需求相競爭，其發(fā)展勢必受到限制。纖維素乙醇的吸引力在于其原料包括作物秸稈、野草、廢木料和家用廢料，將這些又便宜又豐富的東西，轉化為乙醇所需要的燃料比較少，因此它比生產玉米乙醇的過程所釋放的溫室氣體要少。此外，一定面積的野草或其他作物可以比玉米多生產約兩倍的乙醇，因為這些植物的秸稈和種子都可以利用，而不是像現(xiàn)在的玉米乙醇一樣只能利用玉米粒。美國自然資源保護委員會的一份報告指出，到2050年，纖維素來源的巨大生產力將最終使得其達到5600億升的乙醇生產量，相當于現(xiàn)在美國汽油消耗量的2/3。
　　2007年，美國新的聯(lián)邦法規(guī)要求到2022年將可再生能源的產量增加到每年1360億升，這是現(xiàn)水平的5倍。2007年，美國生產了約250億升的乙醇，這個數(shù)目還不到美國汽油供應量的5%。眼下纖維素乙醇還沒有達到大規(guī)模的商業(yè)化生產，但是這項技術業(yè)已得到了各國政府的認可和支持。
　　
　　示范工廠已經出現(xiàn)
　　
　　到現(xiàn)在為止，世界上還沒有商業(yè)規(guī)模的纖維素乙醇工廠，不過，已經有一些公司計劃在未來的幾年中開始生產。美國能源部目前已經投資了大約12家即將建立示范和商業(yè)規(guī)模工廠的公司。其中一個就是計劃明年開工一個商業(yè)規(guī)模工廠的雷奇燃料公司，該廠預計將有年產8000萬升乙醇和甲醇的生產能力。
　　今年5月27日，馬薩諸塞州劍橋的麥斯科馬公司披露，明尼蘇達有望成為年產560萬升燃料示范商業(yè)化纖維素乙醇工廠的所在地。也是5月下旬，藍火乙醇公司在接受路透社采訪時宣布，他們計劃在5年內在美國建立10個纖維素乙醇工廠，每個工廠的生產能力至少為2億升。其原料將為農業(yè)廢料、廢木料和非糧食作物，比如柳枝稷。
　　5月29日，一個年生產530萬升纖維素乙醇的生物精煉廠已在美國路易斯安那州的詹寧斯動工。這一項目是由美國馬薩諸塞州劍橋的沃瑞尼姆公司建設的，將以甘蔗渣作為生產乙醇的原料。
　　這一新建的工廠將成為美國的首座示范規(guī)模的纖維素乙醇工廠。沃瑞尼姆纖維素乙醇計劃造價將達到每加侖2美元，這種價格比起汽油和其他類型的乙醇更具競爭能力。明年，沃瑞尼姆計劃將建設年生產能力為8000萬升的商業(yè)規(guī)模工廠。
　　與此同時，德國兩大公司南方化學公司與林德公司5月初也宣布組建了合資企業(yè)，將開發(fā)基于不與人爭糧的作物生產第二代生物燃料技術。
　　中國也在積極進行纖維素乙醇的研發(fā)工作，5月8日，由河南天冠集團建設的1萬噸纖維乙醇一期產業(yè)化示范項目，進入試運行階段。河南天冠纖維乙醇產業(yè)化示范項目，包括建設中的年產1萬噸纖維素酶和5千噸纖維乙醇的生產裝置，基本做到了純生物制乙醇生產。
　　
　　巧用基因工程
　　
　　纖維素是所有植物都存在的一種復雜碳水化合物，玉米的莖葉、牧草和木屑都可以成為供給纖維素的主要候選者。用纖維素制造乙醇比起用玉米制成的乙醇有很多優(yōu)勢。要使制造纖維素乙醇在商業(yè)上可行的最大障礙就是纖維素的降解。降解纖維素的酶叫做木纖維酵素或纖維素酶，一般是大型生物反應器中生長的微生物所產生的，而這種大型生物反應器是造價昂貴的，同時這還是一個能源密集型的生產過程。
　　瑪利亞?斯蒂克林是密歇根州立大學作物與土壤學教授，她表示，可以通過對玉米進行基因工程改造來讓作物本身產生這種酶，從而減免制造酶的費用。與其用能源密集型的加工在生物反應器中制造酶，倒不如按照她所說的，“讓植物利用免費的太陽能制造酶”。
　　一般情況下，纖維素的降解需要3種不同的酶。去年，斯蒂克林發(fā)表了用基因修飾的辦法改造玉米的研究，她可以將分別產生3種不同的酶的3個基因整合在一種作物中。她是在今年4月美國化學學會在新奧爾良的國家會議上宣講其轉基因成果的。
　　伊甸園公司最近發(fā)展了斯蒂克林的技術，希望在今年內開始其轉基因玉米的大田試驗。公司副總裁布雷洛克說，在未來的3年內，他們將開始實現(xiàn)該技術的商業(yè)化目標。美國馬薩諸塞州美德福德的一家農業(yè)生物技術公司艾格瑞維達，也在用轉基因技術改造玉米以提高纖維素乙醇的產量。
　　曾為美國普渡大學農業(yè)和生物工程教授的邁克爾?萊迪石說：“這真是一個值得研究的方向。”但是，最終的情況要比看起來的更為復雜。現(xiàn)在是麥斯科馬的主任技術員的萊迪說，主要困難就是要找到保證這些酶在化學物理的預處理期間保持活性的方法，預處理是為了去掉木質素，木質素是細胞壁上堅硬的聚合物，具有抗壓和有保護纖維素纖維的作用。
　　一種辦法就是通過轉基因的辦法使得植物僅需要輕微的預處理，比如，斯蒂克林正在致力于降低玉米中木質素含量的研究，她還希望可以修改木質素的分子構造，這樣，就可以使之更容易降解。雖然其研究目前集中在玉米的基因修飾上，但她指出，這項技術最終將轉移到其他作物，比如柳枝稷等制造纖維素乙醇的原料上。
　　（摘自《中國新聞周刊》，2008第20期）

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