可種植的“石油”

當(dāng)基因和新能源聯(lián)手時(shí)，就會(huì)有些意想不到的事情發(fā)生。

2010年出現(xiàn)的讓全球轟動(dòng)的所謂“人造生命”，通過(guò)重新設(shè)計(jì)、組合染色體——生命的基本組成單位——制造出具有特殊功能的單細(xì)胞細(xì)菌，讓弗蘭肯斯坦離這個(gè)世界更近了一步。

對(duì)于這些致力于生命科學(xué)研究的“怪蜀黍們”來(lái)說(shuō)，生命的組成單元統(tǒng)統(tǒng)是“積木塊”，任何一個(gè)復(fù)雜的生命體，不過(guò)是這些積木有序或無(wú)序的堆積。也就是說(shuō)，只要技術(shù)條件允許，他們可以活生生地“合成”出一個(gè)人——不要爹也不要娘、甚至不借助于任何有機(jī)體。更有吸引力的是，他們可能利用技術(shù)制造出有特殊功能的人造生命體，比如，產(chǎn)生石油的生物。

在迫切需要能源的今天，這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)絕對(duì)是功在當(dāng)代利在千秋。

也是在2010年，位于美國(guó)馬薩諸塞州貝德福德的焦耳無(wú)限技術(shù)公司，對(duì)外發(fā)布了一個(gè)重要消息，聲稱(chēng)他們開(kāi)發(fā)出了一套工藝技術(shù)并申請(qǐng)了專(zhuān)利，可以利用經(jīng)過(guò)基因改造的微生物收集陽(yáng)光，然后把二氧化碳直接轉(zhuǎn)為液體燃料乙醇。這兩項(xiàng)最新的專(zhuān)利，即“工程設(shè)計(jì)的可以產(chǎn)出含碳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品的固二氧化碳微生物”，和“微生物乙醇生成術(shù)”，都涉及到提高光合成微生物生產(chǎn)乙醇能力的方法。這種燃料的專(zhuān)利名稱(chēng)叫做“超等光合成有機(jī)物”。

該項(xiàng)技術(shù)被麻省理工學(xué)院《技術(shù)評(píng)論》雜志選為當(dāng)年的年度十大重要新興技術(shù)之一。據(jù)稱(chēng)，這項(xiàng)技術(shù)系統(tǒng)不需要占用農(nóng)用土地或淡水，只要利用苦鹽水和非工業(yè)廢水，便能把生成石油的漫長(zhǎng)歲月變?yōu)樗查g。焦耳無(wú)限技術(shù)公司為此設(shè)計(jì)了一種裝置，稱(chēng)為“太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器”。微生物在這個(gè)平臺(tái)經(jīng)工程化后，便可在連續(xù)的過(guò)程中產(chǎn)生和分泌出乙醇，可轉(zhuǎn)化超過(guò)90% 的二氧化碳，使其直接成為最終產(chǎn)品，而不依賴(lài)于生物質(zhì)原料。

兩年之后的2012年初，焦耳無(wú)限公司再次宣稱(chēng)，通過(guò)基因設(shè)計(jì)改進(jìn)的微生物，現(xiàn)在已經(jīng)可以利用太陽(yáng)光合成燃料，一般是乙醇或石蠟烴，也就是柴油的主要成分。成本遠(yuǎn)低于當(dāng)前使用的化石燃料和其他生物燃料。這樣的話(huà)，“無(wú)限的焦耳”（即熱能）或許會(huì)輕而易舉地得到——只要你面向太陽(yáng)曬曬就可以了。

焦耳無(wú)限目前吸引了一大批匿名的投資者，并且已經(jīng)在墨西哥州建立了第一個(gè)小規(guī)模的生產(chǎn)廠(chǎng)。

申請(qǐng)專(zhuān)利后，又進(jìn)行了多次改良的“太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器”，看上去就像薄薄的綠色透明面板，里面循環(huán)流動(dòng)著濃度很低的鹽水和氮礎(chǔ)生長(zhǎng)介質(zhì)，其中充滿(mǎn)了二氧化碳，以便于光合作用。轉(zhuǎn)換器內(nèi)，工程設(shè)計(jì)的微生物利用太陽(yáng)能量，把水和氣體轉(zhuǎn)換成乙醇或石蠟烴。

如果太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器是封閉的話(huà)，那么其價(jià)格會(huì)昂貴到難以維系。不過(guò)，焦耳無(wú)限公司的技術(shù)，突破了成本的關(guān)卡，用他們的技術(shù)系統(tǒng)生產(chǎn)燃料，高效又低成本。

早在這項(xiàng)技術(shù)誕生之初，焦耳無(wú)限的發(fā)言人便聲稱(chēng)，理論上講，一年內(nèi)生產(chǎn)高達(dá)2萬(wàn)加侖的乙醇，只需一英畝土地。而現(xiàn)在，他們的目標(biāo)是每英畝2.5萬(wàn)加侖，其速率是纖維素乙醇的10倍和谷物乙醇的100倍。但是，這個(gè)目標(biāo)很具挑戰(zhàn)性，要把轉(zhuǎn)化效率提高60%才能達(dá)到。

焦耳無(wú)限的生物科學(xué)高級(jí)總裁丹·羅伯遜指出，“即使達(dá)不到我們的理想水平，我們的生產(chǎn)力也已實(shí)現(xiàn)了飛躍性的突破，并超越了纖維素乙醇的極限?！?/p>

位于墨西哥州的“焦耳無(wú)限”工廠(chǎng)將建一個(gè)5英畝的“太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器模塊”，包含多排100米長(zhǎng)的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器，連接到中央處理廠(chǎng)，收集和分離燃料。工廠(chǎng)計(jì)劃2012年夏天開(kāi)始生產(chǎn)乙醇，由于它位于三個(gè)天然氣發(fā)電廠(chǎng)附近，每個(gè)電廠(chǎng)都可以提供二氧化碳。焦耳無(wú)限公司在這一區(qū)域共租用了1200英畝，而且，計(jì)劃有朝一日多增加5英畝模塊。

有一篇同行的評(píng)審論文，去年發(fā)表在《光合作用研究》雜志上。文章中提到，羅伯遜和同事們表示，他們的工藝可以實(shí)現(xiàn)7.2%的整體效率，把陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成液體燃料。和使用天然微生物系統(tǒng)的效率相比，這個(gè)數(shù)字大約高7倍。

羅伯遜稱(chēng)，“提高效率的關(guān)鍵，是基因工程細(xì)菌可持續(xù)分泌液體燃料?！狈腔蚬こ涛⑸锂a(chǎn)的化合物，都必須進(jìn)行收集，提煉成燃料。由于這些生物體必須在碾碎后才能釋放出類(lèi)似石油的產(chǎn)品，每批生產(chǎn)都只有一次收成，成本浪費(fèi)十分嚴(yán)重。這也是多數(shù)綠色能源的瓶頸所在。

羅伯遜還表示，為了提高效率，公司會(huì)進(jìn)一步改善生物體的基因構(gòu)成，限制與燃料生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)的所有生物過(guò)程，這樣就可以大大地提供太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化效率，使得生產(chǎn)燃料的產(chǎn)量極大的提高。

例如，焦耳無(wú)限公司已研究了幾年，通過(guò)基因改造關(guān)閉某些微生物功能，讓這些生物體不會(huì)持續(xù)生長(zhǎng)。如果控制了自身的生長(zhǎng)，它們將會(huì)有更多的時(shí)間來(lái)生產(chǎn)燃料——可見(jiàn)對(duì)生命體的閹割是無(wú)處不在的，甚至到了最微小的基因片段也不例外。

當(dāng)然，焦耳無(wú)限公司和一些科學(xué)狂人以及為利益而投資的商人們，正在不遺余力地改造著基因。

但是，這種被改造了基因的微生物，如果控制在安全的范圍內(nèi)當(dāng)然沒(méi)問(wèn)題。但萬(wàn)一出現(xiàn)失誤，會(huì)不會(huì)創(chuàng)造出人類(lèi)無(wú)法控制的奇怪物種甚至逃逸到地球生態(tài)系統(tǒng)之中，從而對(duì)人類(lèi)造成嚴(yán)重的影響，就不得而知了。

技術(shù)革新的成果，開(kāi)始看起來(lái)是得益了，可是長(zhǎng)久來(lái)看付出的代價(jià)有可能更大，屆時(shí)，就需要用更先進(jìn)的技術(shù)來(lái)解決。這就構(gòu)成了一個(gè)惡性的循環(huán)，商業(yè)和科技媾和的產(chǎn)兒也不例外。