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英航空公司试飞生物燃料客机。新华社/路透 |
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欧盟主办国际生物燃料大会。新华社记者 徐金泉
摄 | 生物燃料不似化石燃料，可以再生，且不污染环境，一度成为科技“新贵”、媒体宠儿。
然而，去年的世界粮食危机让它背负恶名，因为目前生物燃料的主要原料来自粮食作物。有人质疑，生物燃料是否将人们引入歧途？
但更多专家认为，就此放弃生物燃料研究是“欠成熟”的想法，也许我们应当把视野放开阔些，让更多原料成为候选，比如海藻。
方向性错误？
在美国佛罗里达州西棕榈滩边的一片丛林里，有一块约半个篮球场大的水泥地，上面摆着一排排装有塑料窗的白色浴缸，缸里盛满了墨绿色的液体。
这里是生物燃料公司阿肯罗尔的秘密实验场地，除美国能源署的官员外，从未对外露过庐山真面目。浴缸里的墨绿色液体是水和海藻的混合物。现年46岁的公司首席执行官保罗·伍兹说，他与他的合作者们有意利用海藻，生产一种比石油和玉米乙醇更清洁、更便宜的生物燃料。
“我们希望最终能生产出200亿加仑生物燃料，而且价格具有竞争力。预计一年后，我们的产品就可以投入市场，”伍兹说。
如此豪言壮语，在生物燃料圈里曾经比比皆是，但对那些雄心勃勃致力于用植物替代汽油研究的人们而言，2008年是不幸的。曾获美国政府大力支持的玉米乙醇工业在这一年遭遇重大挫折。
一系列重大研究显示，以粮食为原料的生物燃料，如玉米乙醇，并非如人们想像的那样，是一种绿色燃料，正是它导致了世界粮食价格飞涨。而且，由于发展生物燃料可以获得政府补贴，大片森林遭砍伐，由此产生的温室效应比燃烧汽油还严重。
美国自然资源保护委员会分析员纳撒内尔·格林说：“传统的生物燃料，如玉米乙醇和生物柴油等，正把我们引向一个错误方向。”
但就此放弃生物燃料研究显然不是一个明智的选择。事实上，汽车、货车和飞机所释放的温室效应气体占世界总排放量的13%，发达国家的释放量远甚于此。目前，人们还无法摆脱对喷气式飞机和内燃机等交通工具的依赖。即便是颇被看好的电动汽车技术，也还需几年时间才能被大众接受，因为电动汽车一旦进入市场，交通基础设施势必进行大规模改造，加油站需改造成充电站。
因此，美国环境保护基金会汽车战略资深研究员约翰·迪西科认为，彻底放弃生物燃料研究是“欠成熟”的做法。
幸运的是，一些欧美公司正在开发不以粮食为原料的生物燃料，它们的新选择从柳枝稷到海藻，可谓五花八门。虽然每一种技术都存在缺点，不够完善，但面对一个化石燃料日益紧缺的世界，每一种尝试都代表着一个希望。
纤维素乙醇
玉米和甘蔗最早被选为生物燃料原料，因为植物淀粉中的糖比较容易发酵成乙醇。但对于植物而言，除可以食用的淀粉和糖外，还有其他重要成分，比如构成所有植物细胞壁的有机分子——纤维素。
大自然本身存在各种天然酶，可将纤维素转化为糖，比如食草的牛能在胃中分泌酶，啃食木头的白蚁也能在体内分泌酶。但是，如果扩展到工业生产，大规模地将纤维素转化为可用材料制造燃料，就目前的技术水平而言，成本“相当昂贵”。
这一领域的技术发展较为缓慢，但有数家美国公司正抓紧研究，希望抢先攻克技术难关，占领纤维素乙醇市场先机。这些公司获得政府支持，每生产1加仑生物燃料可享受1.01美元的税收优惠。政策上的倾斜摊薄了公司启动初期的营运成本，令纤维素生物燃料生产相对于石油生产更具竞争力。
李·林德是达特茅斯学院环境工程师，也是低碳能源生物技术供应商马斯科马的创办人之一，他正专注于寻找能消化纤维素并且直接吐出乙醇的细菌。他称这一过程为“生物综合处理”，可以大大降低生产成本。他相信即便没有政府补贴，马斯科马公司最终也能生产出比石油更便宜的乙醇。
马斯科马公司的技术引起很多大买家的兴趣。最近它与通用公司签了一单生意，用于开发纤维素燃料。马斯科马公司还计划在密歇根州建立一个商业生产基地。
总部位于马塞诸塞州的Verenium公司虽然成立才两年，但它在路易斯安那州修建的实验厂已基本完工，这是美国本土第一家生物燃料工厂，建成后每年将生产140万加仑纤维素乙醇。它选用的原料是甘蔗残渣。
Verenium公司最近与能源巨头英国石油公司达成合作协议，共同开发纤维素乙醇。Verenium公司首席执行官卡洛斯·里瓦斯希望这一合作能加速纤维素乙醇商业化进程。他说：“在实验室里，我们可以做得十分完美，可一旦进入现实世界，一切可能完全变样。我们必须通过实践来学习。”
对分解纤维素最有经验的当属丹麦的诺维信公司，它是世界最大的工业酶生产商。多年来，它生产的酶主要用于污水处理，但近几年，它开始涉足生物燃料领域。如今，生物燃料已成为诺维信公司增长速度最快的业务。
诺维信公司雇用了一批“酶猎头”，在全世界范围内搜寻能消化纤维素的昆虫。有人会问，既然可以在实验室里利用生物技术获得更好的酶，为什么还要在大自然中寻找天然酶呢？
在诺维信公司位于加利福尼亚州的研究所，科学家们给出了答案。他们正试图通过改变天然酶的遗传结构来提高纤维素的分解技术。这一过程被称为“定向进化”。诺维信北美公司总裁拉斯·汉森说：“纤维素正在向抗降解的方向进化，我们的生物技术必须迎头赶上，以对抗这种进化带来的挑战。”
海藻新希望
生物技术的发展让人们充满期待，新型生物燃料的出现也许指日可待。
乙醇的一大缺点是，标准的汽车发动机必须经过改造，才能使用乙醇做燃料。而且，如用输油管运送乙醇，会对管道造成很大腐蚀。位于加州的Amyris公司正在研究如何利用遗传工程，生产能够制造可再生燃料的酵母。这种可再生燃料具有碳氢化合物的一切优点，比如运输便捷、能量密度高等，却没有碳氢化合物污染环境的缺点。
Amyris公司创建人内尔·伦宁格说：“我们希望生产出一种能立即投入现有基础设施的生物燃料。”
Amyris公司去年11月新开了一家试验工厂，年生产能力为240万加仑可再生柴油，至2011年，产量将达到2亿加仑。
但Amyris公司生产的燃料主要以甘蔗残渣为原料。虽然甘蔗的利用率远远高于玉米，但它仍属于粮食作物。很难想像，Amyris公司可以在不影响粮食供给的情况下推广它的技术。
于是，科学家们又把目光转向了一种更为物美价廉的替代品——藻类。它没有粮食作物原料的任何缺点，无需土地，无需淡水，只要阳光充足，在盐水中就能生长。不仅如此，海藻还能大量吸收碳。因此，从理论上讲，以海藻为原料可谓一举两得，既可以生产可再生的生物燃料，也可以吸食化石燃料植物所释放的碳。
阿肯罗尔公司的伍兹很早就开始研究海藻。虽然阿肯罗尔公司成立于2006年，但他早在1984年读大学时就产生了以海藻为原料生产生物燃料的想法。大多数海藻公司的做法是先压榨海藻提取油，然后加工成燃料，而阿肯罗尔公司的做法是先获取气态油，然后冷凝成液态。伍兹说，凭这种方法，乙醇的英亩年产量可达6000加仑，而玉米乙醇的英亩年产量仅为370加仑。
伍兹的想法吸引了不少合作者。阿肯罗尔公司准备在索诺兰沙漠地区建立一个商业化生产工厂。那里临海，可以利用海水培养海藻，附近还有一家煤炭厂，可以提供浓缩的二氧化碳进行增压加工。
并非每个人都确信阿肯罗尔公司已经做好准备。海藻生物燃料专家约翰·本尼曼说：“宣传总是远远超过现实。”他认为，目前还不存在任何成熟的商用技术，可以从发电厂收集二氧化碳并将之传送到海藻设备中。
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就燃料作物而言，目前有3大竞争对手在起跑线上：草、树和海藻。草和树生长在陆地上，但需要复杂的处理程序。目前用陆地作物生产的燃料主要是乙醇，又叫“纤维素乙醇”。海藻生长在水里，培育起来比较复杂，但可生产高品质油，可被轻易转化成生物柴油。
以草为原料生产生物燃料的领军者是加州的Ceres公司。它选择了4种草——柳枝稷、芒草、甘蔗和苏丹草，又叫做C4草，光合作用效率高，生长迅速，因此备受生物燃料工业青睐。
Ceres结合基因改造和“智能”育种技术，使它们的生长速度更快。这几种草生长于不同气候条件。柳枝稷和芒草生长于温带气候，甘蔗和苏丹草为热带植物。Ceres计划创造能够在炎热、酷寒、干旱气候下甚至盐碱地生长的品种，使它们能在无法生长粮食的土地上种植。这将降低种植成本，减少食物和燃料之间的冲突。
研究树的先锋是南卡罗来纳一家名为ArborGen的公司。ArborGen也在研究4个种类：桉树、白杨、火炬松和放射松。它采用和Ceres类似的方法加快树木生长，增加它们对寒冷的承受力。
海藻同样需要改造。难题之一是收获海藻蕴含的油，必须把它们从池塘里捞起来、晒干、破坏它们的细胞。这个过程费时费力，有公司正考虑直接把海藻送去电站干燥，燃烧。也有公司迎难而上，比如克雷格·文特尔的合成生物公司。文特尔希望通过生物工程克服海藻油采集问题。合成生物的海藻被安插了特殊基因，在它们的外隔膜创造新的分泌通道，使油脂刚刚分泌就被海藻细胞排挤出来，漂浮到池塘表面。经过基因改造后，这些海藻能比它们的野生同类分泌更多油脂。 | | |