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文 | 《中國企業家》記者 馬吉英
糧價高企、油價驟跌,生物燃料產業眼看就要跌入深淵之時,纖維素乙醇突然又讓它的命運峰回路轉
過去的五年,對于生物燃料來講,絕對是一次驚心動魄的冒險之旅:原油價格一路高企之時,以玉米和大豆等糧食為原料的生物燃料則被推上了前臺,結果是造成了以糧食價格飛漲為源頭的一輪全球通漲。
所幸的是,纖維素乙醇似乎能讓被釘在恥辱柱上的生物燃料迎來新的契機。
2009年1月15日,中糧集團、丹麥諾維信(全球最大的酶制劑生產商)和中石化集團簽署了技術合作框架協議,三方將在中國合作發展纖維素乙醇技術,開發第二代燃料乙醇,并將纖維素乙醇推向國內外市場。
“這完全是因為科技的創新。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,并進一步轉化為乙醇。”諾維信中國區總裁柯銘這樣解釋說。
幾年前,纖維素乙醇技術的成本還比較高昂。隨著生物技術的不斷創新,其成本已經下降了數倍,從而使第二代生物燃料越來越具有競爭力。目前的新型酶制劑非常適合用秸稈這種大量存在的農業廢棄物來生產乙醇。
“中國收集農作物廢料的人力成本具有巨大競爭力,且發展以秸稈為原料的第二代生物燃料還有利于農民的增收和農村經濟的發展。中國很可能在全球范圍內率先實現第二代生物燃料的大規模生產和推廣。”柯銘認為。
纖維素乙醇是什么?在中國,這可能還是一個陌生的名詞。通用汽車2008年10月專門召開了一個媒體溝通會,對這一生物燃料的研發和商業化前景進行了勾畫。
所謂生物燃料,泛指由生物質組成或萃取固體、液體或氣體,通常是指生物乙醇和生物柴油。由于在環境友好性、能效較高等方面的優勢,生物能源被視為惟一可以大規模替代汽油和柴油的可再生能源,公眾和各國政府對生物燃料的關注日漸升溫。
纖維素乙醇是第二代生物燃料。按照比較通俗的說法,纖維素乙醇就是指以纖維素(農作物秸稈、林業加工廢料、甘蔗渣等)為原料制成的乙醇。據通用介紹,每加侖纖維素乙醇所產生的能量將為其生產過程中所消耗能量的7.7倍,溫室氣體的排放最多可降低96%。
與使用玉米和大豆等糧食作為原料的第一代生物燃料相比,纖維素乙醇的最大優勢在于避免了“道德風險”。“一輛SUV容量為25加侖的油箱,加滿一次(第一代生物燃料)能‘吃掉’一個成年人一整年的糧食。”在車用能源問題和人類溫飽問題之間,農業專家萊斯特·布朗顯然傾向于后者。
在美國,纖維素乙醇技術的一只腳已經邁入了商業化的門檻。2009年2月25日,美國低碳能源生物技術供應商Mascoma宣布,其位于紐約州羅馬市的示范工廠已開始生產纖維素乙醇。投產后,年產能可達20萬加侖,是全美最大的纖維素乙醇生產基地之一。“這是公司向纖維素乙醇商業化邁出的重要一步。”Mascoma研發副總裁吉姆·弗拉特表示。
實際上,在美國傳統的汽車市場遭受重挫的同時,新型生物燃料已經成為其崛起的重要助力之一。在美國新任總統奧巴馬的新政中,加大對新能源的投入已成為核心議題。而此前,美國前總統布什2007年12月還簽署了1975年以來的首個能源法案,到2022年,美國乙醇的年使用量將達到360億加侖,這相當于美國汽車燃油需求的22%左右。目前,美國為全球第二大生物燃料產國,2012年美國可再生燃料的使用量將達到284億升。
2008年1月和5月,通用分別宣布與兩家美國公司在纖維素乙醇燃料技術領域內建立戰略聯盟,以加速其商業化進程。一家名為Coskata,另一家就是上文中提及的Mascoma。
“可持續生物燃料,特別是基于非糧食原料的下一代纖維素乙醇燃料的研發和商業化,在通用汽車既定并正在實施中的新能源戰略中是一個重要而優先的組成部分。”這家在傳統能源領域已經嚴重萎縮的美國汽車公司如是表示。
最理想的纖維素乙醇的生產方式是,使纖維素在纖維素酶的作用下轉化成糖,再進一步發酵成為乙醇。但問題在于,由于目前的纖維素酶活力較低,酶法降解纖維素意味著高昂的成本。
為了降低成本,兩家公司分別嘗試了不同的途徑。Coskata的方案是,對纖維素進行物理氣化之后,形成各種氣體,再用混合菌群進行發酵,進而生成乙醇;而Mascoma則采用了化學的辦法(“聯合生物加工”的化學轉化技術),對纖維素進行化學處理后,生成乙醇。采用變通后的技術工藝進行批量生產后,Coscata的纖維素乙醇成本將低于1美元/加侖。
與所有新技術的產業化一樣,美國政府在纖維素乙醇方面的資金投入也毫不吝嗇。
美國一家名為Range Fuels的纖維素乙醇生產工廠,在不久前剛剛得到了美國農業部8000萬美元的貸款擔保,以用于其在喬治亞州的一座新工廠的建設。按照計劃,該工廠將于2010年完工,屆時纖維素乙醇的年產量可達到1億加侖。而早在2007年,這家公司就從美國能源部得到了超過7600萬美元的投資,用于該工廠的建設。這還只是政府投入的冰山一角。在美國,那些已投身或者準備投身纖維素乙醇生產的公司,還可以享受0.51美元/加侖的稅收優惠。
雄心勃勃的美國公司開始向中國這一最具潛力的汽車市場滲透。有報道稱,Coskata計劃將其纖維素乙醇技術引入中國,集中與中國有潛力投資者進行合作。
不光是有備而來的國外公司看到了巨大商機,國內企業中也不乏摩拳擦掌的“淘金者”。除了中糧集團之外,河南天冠集團和上海理工大學的相關項目已投入運行。作為研究機構,中科院新近也成立了能源植物中心。
“中國目前的糧食產量有大約一萬億斤,地上莖稈部分還有一萬億斤,地下還有一萬億斤,至少是這個數量。還有地上的草,山上的林。所有的植物都有纖維素,因此量是很大的。”中國科學院能源植物中心副主任劉公社博士說。
他認為,對中國公司來說,纖維素乙醇的產業化瓶頸在于如何提高從纖維素向葡萄糖的轉化效率,并降低成本。同時,在油價大幅回落的背景下,企業若想堅持下去,在很大程度上必須依賴于政府的財政資助。“現在我估計政府不投入,我們做起來不劃算。”劉公社對《中國企業家》說。
此外,之所以提倡生物燃料,環保主義者的呼聲占了很大一部分比重。但纖維素乙醇到底能在多大程度上實現節能環保,也存在很大的疑問。在生產纖維素酶、并用各種物理和化學的辦法進行生產的過程中,很有可能會給環境帶來二次污染。并且,纖維素乙醇的制成過程中,對溫度有著很高的要求。“問題在于,高溫本身也耗能。”劉公社說。
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