生物燃料怎么了

要說到將各種有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成燃油的技術(shù)，科學(xué)家們是識(shí)來已久。不管是喬木、灌木、草類植物、種子，亦或是菌類、海藻、甚至動(dòng)物脂肪，都可以變成供給汽車、輪船甚至是飛機(jī)的動(dòng)力燃料。這對(duì)于減少溫室氣體排放來說，不得不說是個(gè)好消息，對(duì)于那些油井、頁(yè)巖田等化石燃料貧乏的國(guó)家來說，更是振奮人心。然而，令人沮喪的是，若是要大量生產(chǎn)生物燃料，成本將非常高昂，而且提煉過程也頗為麻煩，換言之，還不如直接將油井打得更深來得好。

舉例來說，乙醇就是一種易于從含糖或淀粉植物內(nèi)蒸餾出來的酒精燃料。自福特T型車問世以來，美國(guó)人就廣泛使用乙醇汽油混合燃料了，乙醇現(xiàn)在已占美國(guó)汽車燃料總使用量的10%。在歐洲，由植物油提煉而來的生物柴油同樣也是與傳統(tǒng)柴油混合使用，占比5%。但是，這些“第一代”生物燃料卻存在諸多弊端。其中一個(gè)主要爭(zhēng)議點(diǎn)就是，這些生物燃料由富含糖、淀粉或油的植物提取，而后者多是人類或者牲畜的食物。為生產(chǎn)乙醇制品，美國(guó)已經(jīng)消耗了玉米產(chǎn)品的40%。然而，汽車在用這種乙醇或生物柴油的時(shí)候卻有其局限性——天氣寒冷之時(shí)，這種生物燃料的表現(xiàn)差強(qiáng)人意，甚至?xí)?duì)原裝發(fā)動(dòng)機(jī)造成損壞。

為了克服這些局限性，在過去的十年間，一大批致力于開發(fā)第二代生物燃料的新興企業(yè)開始出現(xiàn)。他們希望使用沒有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的生物原料來生產(chǎn)燃料，以避免這種“食物燃料相抵觸”的問題，例如，農(nóng)業(yè)廢棄物、速生林以及貧瘠土地上長(zhǎng)的野草。還有一些企業(yè)計(jì)劃生產(chǎn)無須與汽油或柴油相混合，汽車可以直接使用的生物燃料。

艱難和困苦

但是，生物燃料卻沒有快速走進(jìn)千家萬戶，而是半途中落了。新興企業(yè)紛紛破產(chǎn)，幸存者也計(jì)劃縮小原來的規(guī)模，另外，由于第一代生物燃料價(jià)格上漲，消費(fèi)者們也不再感興趣。同時(shí)，水力壓裂法的推廣，為人們解鎖了新的油氣資源，使頁(yè)巖氣成為了能源獨(dú)立的一種替代途徑。2012年，美國(guó)環(huán)保署將纖維素生物燃料的下年目標(biāo)額度降到了5300萬公升。到底什么出了問題？

制造第二代生物燃料意味著需要克服三大挑戰(zhàn)。首先是要將木質(zhì)纖維素和木質(zhì)素聚合物分解成簡(jiǎn)單的植物糖；第二是通過熱化學(xué)過程或生化過程，將簡(jiǎn)單的植物糖轉(zhuǎn)化成可直接使用的車用燃料；第三個(gè)也是最大的一個(gè)挑戰(zhàn)是，找到一個(gè)便宜又可大量轉(zhuǎn)化的好方法。

2008年，殼牌開展了10項(xiàng)先進(jìn)的生物燃料項(xiàng)目。而現(xiàn)在，這些項(xiàng)目大多都已停運(yùn)，剩下的也無法商業(yè)化。該公司負(fù)責(zé)替代能源的副總裁馬修·帝博（Matthew Tipper）說：“所有的技術(shù)都奏效了，我們的每個(gè)項(xiàng)目都可以在實(shí)驗(yàn)室或者展示用規(guī)模內(nèi)生產(chǎn)燃料。”但是將生物燃料帶到市場(chǎng)上，卻是一個(gè)緩慢且昂貴的過程，比預(yù)期得更嚴(yán)重。

五年前的樂觀心態(tài)現(xiàn)在已然消散，但致力于開發(fā)二代生物燃料的公司們還在繼續(xù)。到2014年，美國(guó)的3家公司有望從廢棄玉米棒、玉米葉、玉米殼中提煉出纖維素乙醇。但他們卻不是這個(gè)想法的鼻祖，第一次使用酶規(guī)模化生產(chǎn)乙醇的是Beta可再生能源公司。雖然是因?yàn)樗趨^(qū)域能夠獲得廉價(jià)的原料所致，但不可否認(rèn)，所有的Beta工廠現(xiàn)在都可以通過生物燃料盈利，該公司的老板圭多·基索菲（Guido Ghisolfi）如是說道。

然而，就在纖維素乙醇進(jìn)入市場(chǎng)之時(shí)，因?yàn)槿剂闲侍嵘徒?jīng)濟(jì)持續(xù)疲軟的緣故，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于燃料的需求大大降低。因此，對(duì)于混合使用的乙醇需求也下降了。盡管美國(guó)能源署批準(zhǔn)且乙醇提煉商大力促銷，在加油站的前廳還是很難看見含15%乙醇的汽油。

把汽油踩在腳下

還有一些公司正在致力于開發(fā)再生柴油和飛機(jī)燃料。位于加利福尼亞的Solazyme公司就是其中之一，該公司使用的原料是藻類。這項(xiàng)技術(shù)卓有成效，美國(guó)海軍在演習(xí)中使用了幾萬升的藻類燃油，美國(guó)連鎖加油站Propel作為技術(shù)使用先驅(qū)，也首次開放了藻類柴油加油站。盡管Solazyme公司仍未透露財(cái)務(wù)狀況，但這或許能夠說明該公司此模式的商業(yè)潛能。

但許多觀察者質(zhì)疑，即使是最先進(jìn)的生物燃料，在短期內(nèi)也很難媲美化石燃料。澳大利亞生物工程及納米技術(shù)研究所的研究員對(duì)再生航空燃料進(jìn)行了一項(xiàng)綜合分析。結(jié)果指出，如果以甘蔗為原料制造第一代生物飛機(jī)燃料，那么，只有當(dāng)油價(jià)達(dá)到168美元/桶以上時(shí)，生物燃料才有競(jìng)爭(zhēng)力，而第二代藻類技術(shù)則只有在原油上漲到1000美元/桶以上的情況下才能保本。

即使第二代加工技術(shù)可以通過規(guī)模化生產(chǎn)達(dá)到商業(yè)化，那么又將產(chǎn)生另一個(gè)問題——大量的生物燃料需要大量的原料來提煉。而這些原料本來可以有其他用途，或是改善土壤、或是焚燒以獲取動(dòng)力。即使在荒地上種植燃料作物也很難避免爭(zhēng)議：對(duì)這個(gè)人而言是荒地，但對(duì)另一個(gè)人而言卻是原始生態(tài)系統(tǒng)。正如“食物燃料相抵觸”的爭(zhēng)論證明了現(xiàn)下生物能源頗具爭(zhēng)議，“植物燃料相抵觸”也可能成為未來同樣艱難的斗爭(zhēng)。