美国能源部的调查报告指出,美国应该率先成为以生物燃料为主要能源构成的国家,与世界上其它国家比较,美国握有更多发展生物能源的优势。报告虽然没有透露具体的细节,但越来越多的的企业在生物能源领域注入的风险投资表明,美国有足够的技术优势支持发展生物能源并取得竞争优势。 链烷烃是汽油、柴油的主要成分,许多生物都可自行产生。日前,美国研究人员通过基因工程方法对大肠杆菌进行了改造,可使其免去产生生物燃料的中间步骤,直接使用简单的糖或者杂草生成链烷烃。相关研究发表在最新一期美国《科学》杂志上。该实验表明在工业化生产过程中,可通过非常简单的一步法获得链烷烃,进去的是糖等“饲料”,产出的是汽车可直接使用的燃料。到目前为止,研究人员使用一个1000升的示范发酵罐,获得了10升链烷烃。研究人员希望利用这种方法,在几年之内,建立更大的示范工厂,以实现链烷烃的大规模生产。 美国媒体评述说指出,这项成果将大大推动国内生物能源产业迅速商业化。
美国强大的科技创新实力为发展下一代生物燃料提供了物质技术基础。去年10月13日,路易斯安那理工大学日前发表新闻公报,披露该大学研究人员在生产生物燃料工艺过程中采用纳米技术,从而大大节省了生产成本。11月10日,美国路易斯安那理工大学宣称,他们的研究人员在利用秸秆等农林废弃物生产生物燃料工艺过程中采用纳米技术,从而大大节省了生产成本。 > > 根据美国环保署已出台规定,应确保实现国会设定的2022年美国生物燃料年产量达到360亿加仑(1加仑约为3.785升)的目标;美国农业部也将出台措施,为开发生物燃料提供融资。目前,美国每年的生物燃料产量约为120亿加仑,大部分为利用玉米生产的乙醇燃料。 > > ☆“21世纪油井” > 在美国,将秸秆等农林废弃物作为生物燃料的呼声日趋高涨,用它们生产的生物燃料被称为第二代生物燃料。但是将这些生物原料转化成可以燃烧的乙醇等需要多种酶对其中的纤维素进行分解,成本很高。路易斯安那理工大学从事化学工程研究的帕尔梅及其同事最近开发出一种纳米技术,能将参与反应的多种酶固定成几种酶,并且这些酶能重复使用多次,这大大降低了第二代生物燃料的生产成本。这一技术可以被应用到大规模商业生产中。 > > 第二代生物燃料包括利用秸秆、稻草等农林废弃物生产的燃料乙醇和生物柴油,它可以替代传统的汽油和柴油,能减少温室气体排放,同时避免生物燃料以粮食作物为原料,因此受到广泛青睐。 > > 早在年20年前,美国能源战略学家就有一个设想,依靠植物原料生产的乙醇来运转全国交通系统,从而使美国摆脱进口石油和与之相伴的风险。不过,要使这一设想成为现实,还需要解决几个根本性的问题。不过,学习巴西采用甘蔗方案在美国是行不通的,因为只有少数几个州具备种甘蔗的气候条件。但美国拥有丰富的木屑、锯末、秸秆、废纸等,可转化为液体燃料,它有广阔的土地可用于种植能源作物。 > > 美国《华盛顿邮报》展望了使这一设想变成现实的可能,该报刊登的一篇题为《大草原长出新燃料》的文章说:“也许过不了几年,这一切就会变成现实。” > > 在美国大草原中部有一个小镇,距离最近的红绿灯也有大约37英里。镇外是成堆的秸秆和树叶,看上去犹如一座35英尺高的垃圾山,黑色的缆线潜入其中,与之相连的传感器时刻监控着它的一些重要数据。 > > 美国决策层相信,假如华盛顿及各州首府制定的宏伟计划得以实现,像这样的秸秆堆将成为“21世纪的油井”。美国的设想是主要依靠植物原料生产的乙醇来运转全国交通系统,从而使美国摆脱进口石油和与之相伴的风险,包括战争、全球变暖和恐怖主义。 > > 多年来,农民一直倡导在汽油中添加用玉米制造的乙醇,但迄今为止这种乙醇只取代了全国3%的汽油,大多数人认为,美国永远不可能种出那么多的玉米取代全国10% 或12%以上的燃料。 > > 如今许多科学家都在集中精力开发一种新型乙醇,其原料是被称作生物量的农业废物和其它植物残渣,如秸秆。供应量可能会十分充足。但所需技术却比用玉米制造乙醇高端。这项技术曾经被认为比石油贵,但在石油价格创历史新高时,它的成本却在迅速下降。 > > ☆攻克纤维素乙醇 > 美国科学家预言,这种微小的有机物有可能掌握美国一种新燃料来源的关键环节──纤维素乙醇。美国许多其他实验室也在竞相培育这类有机物。农作物残渣、木屑、柳枝稷甚至城市垃圾都可用来生产纤维素乙醇。 > > 以往,美国用作燃料的乙醇通常是用玉米生产的。但种植玉米却需要消耗很多能源,因为在这一过程中使用的肥料和杀虫剂等诸多产品都需消耗电能去生产。生产纤维素乙醇的经济性就不同了,因为它需要的原料主要是废品。由于中国和印度经济的蓬勃发展,一定程度上导致世界石油需求量的增长速度超过了化石燃料的勘探速度,经济学家们指出,未来几十年中世界将需要成百上千亿加仑替代燃料。 > > 高企的油价以及对能源的依赖促使美国政府下决心支持开发纤维素乙醇。美国能源部认为,这种燃料有可能成为未来能源供应的一个重要组成部分,并极力促使白宫投入资金帮助兴建生产这一燃料的首座“生物炼厂”。农业部的观点是,这种燃料能够降低美国对进口石油的依赖,减少引发全球变暖的废气排放,并能推动美国农村经济的发展。农业部的官员说,完全可以从农业废料和其他原料中获取乙醇。关键是,要找到能将纤维素分解成糖分的酵素以及喜欢以糖为食的微生物,这需要投入巨额的研究经费。 > > ☆强调发展速度 > 美国上届政府在2007年的预算里给玉米乙醇研发计划拨款1.5亿美元,较2006年增加了一倍有余。再生能源协会主席鲍伯·达尼恩说,现在的问题不是要不要发展玉米乙醇,而是应该以怎样的速度发展。 > > 为了证实上述问题能够找到具有商业可行性的解决办法,美国能源部计划为美国首建的三座纤维素乙醇生产厂提供资助,并号召社会企业前来竞争这一资助。能源部提供的援助资金为1.6亿美元,它宣布各竞标单位都需建立一座试验工厂,以显示其生产程序能适应大规模生产的需要。 > > 目前,至少有30家公司正在申请这笔资助。非上市企业约金集团就是其中一家,这家总部位于艾奥瓦州的生物科技公司拥有实力雄厚的支持者,它开发出了几种已取得专利的酵素,这些酵素能从小麦和大麦的秸秆中萃取糖分。这家公司已计划在爱达荷州东南部建造一座可从事商业化生产的纤维素乙醇工厂,已经与当地农民签订了原料收购合同。 > > 约金集团执行副总裁杰夫·帕斯默说,约金集团有能力在规模更大的商业化生产中制造出价格不超过每加仑1.35美元的纤维素乙醇。这一价格要远低于目前的汽油价格,不过比现代化玉米乙醇生产厂的产品价格要高。美国能源部估算后者的价格约为每加仑1美元。 > > 美国再生能源协会现在正在协调组建支持生产纤维素乙醇的政治联盟。除了农业团体和农产品综合企业这两大玉米乙醇的一贯支持者之外,他们还找到了一些看似奇怪的同盟军,其中包括环保团体、生物技术公司、一些大型石油公司、化工巨头、汽车制造商、好战人士及风险投资家等等。 > > 如今,投机性资本乃至石油大公司的资金纷纷进入这个领域。有几家生物量乙醇公司设立了试点工厂,还有的正找地方修建规模更大的厂房。政界人士竭力推动这个行业快速发展,国会许诺向先驱者提供贷款担保。 > > ☆雀跃的商业界 > 奥巴马的讲话令商界雀跃不已。美国化工巨头杜邦公司公司率先行动,宣称将斥巨资开发纤维素乙醇。该公司的科学家在容积为1公升的器皿内完成了令人振奋的实验,一种喜在沙漠中生存的细菌正在制造汽车燃料。这种通常寄生于龙舌兰属植物上的有机物一面大嚼著粉碎后的植物茎、叶,一面排放出一种稀状乙醇。 > > 杜邦公司的首席创新官托马斯·康纳利说:“开辟一种能源新来源的竞赛已拉开序幕,杜邦将在开发纤维素乙醇中作出贡献。” > > 化工业巨头杜邦公司正在研究如何建造一座以玉米秆和玉米叶为原料的生物炼厂。该公司的目标是,到2009年时,将把用纤维素生产乙醇的成本降到用玉米粒生产乙醇的水平。如果成功,这种技术将使一块地所产玉米的乙醇萃取量增加一倍。 > > 这项技术源自一个为期四年的研究项目,美国能源部和杜邦公司在这一项目上各投资了1900万美元。杜邦公司在这方面的合作伙伴包括农用设备生产商迪尔公司以及酵素供应商迪威萨集团。杜邦公司的管理人士预计,他们为此建造的试验工厂将耗资5000万美元,该厂将在2010年前投入运营。 > > 截至目前,杜邦取得的重大突破就是基因改良了乙醇生产用细菌运动发酵单胞菌,让它们在分解玉米粒中的葡萄糖和纤维中的木糖时一样有效。科学家们表示,这办法有点像用乳酪蛋糕诱惑某人吃沙拉一样。 > > 迄今,开发纤维素乙醇的竞赛还吸引了ADM公司、荷兰皇家壳牌有限公司和高盛集团等重量级企业前来参与,它们纷纷投入了资金和精力。 > > ADM公司已经是美国最大的乙醇生产商,它正在使用一些联邦资金来研究从如何从玉米粒中萃取更多乙醇。虽然玉米粒的大部分成分目前已能被转化成糖分,但该公司尚未找到令微生物以玉米粒纤维为食的方法。如果能找到使这些纤维转化为糖分的办法,该公司现有玉米乙醇工厂的产量将增加15%。 > > ADM的管理人士希望政府帮助该公司建造一座耗资5000万至1亿美元的工厂。公司研究部门的总裁托马斯·宾德说,ADM较那些希望破解纤维素乙醇生产之谜的其他公司领先一步:ADM无需找到一种收集新型生物原料的方法,只需利用现有的玉米收集设施即可。 > > 另外一家值得关注的竞标者是西班牙大企业阿本贡公司在美国的子公司阿本贡生物能源公司,这家西班牙公司是欧洲主要的乙醇生产商。该公司还希望获得美国联邦政府的资助,以便在美国中西部的某个地方兴建其第一座商业化纤维素乙醇生产厂。据阿本贡生物能源公司的研究负责人桑托斯·利昂说,这将是一座“混合型”工厂,它每年能用麦秸和玉米秆生产1500万加仑乙醇,用玉米生产8,500万加仑乙醇。 > > 美国再生能源协会现在正在协调组建支持生产纤维素乙醇的政治联盟。除了农业团体和农产品综合企业这两大玉米乙醇的一贯支持者之外,他们还找到了一些看似奇怪的同盟军,其中包括环保团体、生物技术公司、一些大型石油公司、化工巨头、汽车制造商、好战人士及风险投资家等等。 > > ☆奥巴马要圆梦 > 发展生物燃料的好处不可估量。以往燃烧矿物燃料是把曾经被埋入地下的碳以二氧化碳的形式重新释放回空气中,自工业革命以来,大气层中这种气体的含量已上升到60余万年以来最高的水平。物理学的基本原理——二氧化碳是吸收热量的“温室气体”—— —预示着它将使地球变暖。相比之下,把生物量直接转化为交通工具燃料的办法就不会增加温室气体。每年5月,植物吸走空气中的二氧化碳;到了10月,使用植物燃料的汽车再排放出等量的二氧化碳。 > > 纤维素乙醇领域的专家布鲁斯·达尔教授指出:“作为世界上最强大的农业生产国,美国拥有发展第二代生物燃料的优势。作为一种战略,未来几年政府应当为在该领域有更充足的投入。”而美国企业高级管理人士则希望政府能像支持航天项目那样支持开发纤维素乙醇。 > > 日趋严峻的世界粮食形势让以玉米、小麦等粮食作物作为生产原料的第一代生物能源渐失优势,遵循不“与粮争地”,不“与人争食”路线的第二代生物燃料,正成为未来生物能源产业发展的方向。专家相信,这个趋势会促使美国出现一个庞大的国产燃料新行业,而这正是奥巴马总统要圆的梦。奥巴马重申:“我一直支持生物能源,因为这是实现我们能源独立的重要因素。我也说过发展下一代生物燃料的重要性。我们必须在发展纤维素生物质乙醇方面做得更好。”
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