由于占用耕地,傳統(tǒng)生物燃料被打上了“與糧爭(zhēng)地,與人爭(zhēng)食”的標(biāo)簽。如今,傳統(tǒng)生物燃料生產(chǎn)方法難以為繼。即使是強(qiáng)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(tái)新法令,限制糧食轉(zhuǎn)化生物燃料。
生物燃料發(fā)展遭遇寒冬了嗎?這似乎只是表面現(xiàn)象,因?yàn)榈诙锶剂弦殉趼抖四撸锶剂系拿\(yùn)正在峰回路轉(zhuǎn)。
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(nóng)業(yè)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(dòng)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(guó)家開(kāi)發(fā)能源的新寵。處于領(lǐng)頭羊地位的是巴西,該國(guó)正在開(kāi)發(fā)含糖木薯產(chǎn)乙醇。巴西此前一直利用木薯生產(chǎn)乙醇,但需要將淀粉經(jīng)水解轉(zhuǎn)化為糖,再提煉乙醇,技術(shù)要求和成本較高。通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù),巴西農(nóng)牧業(yè)研究公司開(kāi)發(fā)出一種根部含糖而不是淀粉的木薯,省卻了復(fù)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(kāi)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(qū)動(dòng)的客機(jī)首次執(zhí)飛洲際航線,從荷蘭阿姆斯特丹前往巴西里約熱內(nèi)盧。荷航介紹說(shuō),這種生物燃料以特殊技術(shù)從“地溝油”中提煉出來(lái),其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與普通的航空煤油一樣,不需要對(duì)現(xiàn)有飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改造。
今年9月,德國(guó)最大的生物煉油示范廠在巴伐利亞州投入運(yùn)行。屬于科萊恩化學(xué)品公司的這座新廠耗資2800萬(wàn)歐元。它利用生物技術(shù),從玉米秸稈和其他農(nóng)業(yè)殘留物中獲取乙醇燃料,實(shí)現(xiàn)了從秸稈粉碎到植物纖維酶分解,再到糖發(fā)酵的完整轉(zhuǎn)換過(guò)程。新廠二代生物乙醇初期年生產(chǎn)能力達(dá)到1000噸。專家計(jì)劃未來(lái)幾年以該廠為樣本,建設(shè)年產(chǎn)5萬(wàn)噸的工廠。
生物燃料大國(guó)美國(guó),在多年前就著手研發(fā)第二代生物燃料技術(shù),并和歐洲公司合作開(kāi)辦多家工廠。2011年8月,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬宣布,政府將推出一項(xiàng)總額為5.1億美元的補(bǔ)貼計(jì)劃,推進(jìn)第二代生物燃料的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)進(jìn)程。
對(duì)于第二代生物燃料何以突然發(fā)力,全球最大的工業(yè)酶制劑生產(chǎn)企業(yè)丹麥諾維信公司中國(guó)區(qū)總裁柯銘解釋說(shuō),這完全因?yàn)榭萍紕?chuàng)新。目前的關(guān)鍵技術(shù)是催化酶技術(shù)。酶是一種生物催化劑,可使生物化學(xué)反應(yīng)在溫和的環(huán)境下進(jìn)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(fā)酵糖,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為乙醇,適合用秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)乙醇。近兩年來(lái),該技術(shù)的成本直線下降,使第二代生物燃料越來(lái)越具有競(jìng)爭(zhēng)力。
新技術(shù)也在不斷克服原料分解領(lǐng)域的難題。法國(guó)從事生物技術(shù)開(kāi)發(fā)的中小企業(yè)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(fù)雜的生物原料纖維分解成單糖并轉(zhuǎn)化成乙醇。
前景廣闊
據(jù)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(yōu)勢(shì)。首先,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)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(chǎn)第二代生物乙醇的催化酶技術(shù)成本還將快速下降,大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的可行性非常大。再次,秸稈等纖維素類農(nóng)業(yè)廢棄物大量存在。
對(duì)于中國(guó)而言,發(fā)展以秸稈為原料的第二代生物燃料,不僅可以發(fā)揮收集農(nóng)作物廢料的人力成本優(yōu)勢(shì),還有利于農(nóng)民的增收和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
歐盟10月份公布了新生物燃料法令,嚴(yán)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(lái)不超過(guò)5%),鼓勵(lì)新能源企業(yè)開(kāi)發(fā)第二代生物燃料。歐盟負(fù)責(zé)環(huán)境問(wèn)題的官員赫澤高解釋說(shuō),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(lái)獲得補(bǔ)貼。這些事實(shí)表明,歐盟正全力督促新一代生物燃料研發(fā),以減少對(duì)糧食供應(yīng)的影響。
各國(guó)各地區(qū)爭(zhēng)相發(fā)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(rèn)為,全球的石油儲(chǔ)量正在枯竭,相反,第二代生物燃料以農(nóng)林業(yè)的廢棄物為原料,供應(yīng)充足。相關(guān)技術(shù)進(jìn)步使得生物燃料可以和傳統(tǒng)的化石能源在價(jià)格上進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。李斯閣預(yù)計(jì),未來(lái)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(fā)布的世界新能源報(bào)告中預(yù)測(cè),到2030年,生物燃料有望替代全球約一半的汽油用量,創(chuàng)造上千萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。
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