2009年，我國已經(jīng)躍居全球石油消耗量第二大國，按照目前的經(jīng)濟發(fā)展速度和對能源的消耗速度，尋找新的可替代能源已迫在眉睫。

　　也許有一天你下班走到停車場，突然發(fā)現(xiàn)汽車沒油了，你立刻回到辦公室抱起一堆廢紙，加入汽車油箱里，順利地開車回家，趕上了與孩子們共進晚餐。

　　這當然是一種理想境界。但是與廢紙同樣富含生物纖維素的農(nóng)作物秸稈，正在成為科學家們制造生物燃料的新原料。

　　尋找可替代石油的燃料

　　事實上，在生物技術領域，生物燃料并不是一個新詞匯。

　　早在1860年，德國人奧托就發(fā)明了可利用乙醇做汽車燃料的奧托內(nèi)燃機。與此類似，20世紀初期，德國工程師狄賽爾發(fā)明了可利用花生油做燃料的柴油內(nèi)燃機。

　　然而，隨著20世紀30年代起對原油的大規(guī)模開發(fā)，生物燃料的使用驟然下降。上世紀末，生物燃料在石油出現(xiàn)相對短缺的時期才又再次“露面”。

　　上世紀70年代末發(fā)生石油危機時，人們開始用玉米、大豆、甘蔗等高淀粉和高糖含量的食物生產(chǎn)生物乙醇。生物乙醇是指通過微生物的發(fā)酵將各種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料酒精?？梢詥为毣蚺c汽油混配制成乙醇汽油作為汽車燃料。

　　在初中學習生物課時，我們得知，細細咀嚼米飯會覺得有甜味，那是因為在口腔分泌的唾液淀粉酶作用下，米飯中的淀粉轉(zhuǎn)化成了帶有甜味的麥芽糖。

　　生物燃料工業(yè)，應用的正是這種原理。人們利用工業(yè)化的酶制劑，高效率地將玉米、大豆等所含的淀粉轉(zhuǎn)化為糖（主要是葡萄糖）。

　　而從糖到酒精（即乙醇）的過程，其應用原理則與千百年來人們的釀酒原理并無二致——通過利用酵母發(fā)酵等，將糖分解成為酒精和水。燃料乙醇工業(yè)只不過比釀酒工業(yè)多了一個蒸餾脫水的過程。

　　能源緊缺的問題日益突出，隨著玉米乙醇、糧食乙醇等燃料的研發(fā)成功和推廣，以生物乙醇成為代表的生物燃料因其既便宜又干凈，在替代石油燃料方面也比較簡便易行，被認為是應對能源、環(huán)境雙重危機的有效方法，頗受青睞。

　　不過，這種被業(yè)界稱為“第一代生物燃料”的技術自誕生以來，就因與人爭糧爭地而飽受爭議，科研人員開始著手研究如何從廢紙、秸稈等大量廢棄材料上獲取“第二代生物燃料”。

　　秸稈變?nèi)加统蔀榭赡?

　　與使用糖類和淀粉類原料生產(chǎn)的第一代生物燃料相比，第二代生物燃料不“與人爭糧”的巨大優(yōu)勢吸引了越來越多的目光。通過纖維素乙醇特別是利用農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)業(yè)化研究已經(jīng)成為全國生物技術和可再生能源研究的焦點之一。

　　但有一個難題一直困擾著科研人員。

　　玉米、大豆等之所以可以由食物變身為燃料乙醇，少不了一種神奇的物質(zhì)——酶。酶是一種帶有活性的蛋白質(zhì)，可以在特定條件下起到生物催化劑的作用，高效率地催化各種生物化學反應。

　　然而，與玉米、大豆等主要由淀粉組成不同，秸稈、廢紙等主要是由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成的。原來能將淀粉變乙醇的酶制劑，對纖維素“束手無策”。

　　今年3月，來自丹麥的工業(yè)酶制劑提供商諾維信公司正式推出酶制劑產(chǎn)品諾纖力 賽力二代（Cellic CTec2），成為全球首款可以實現(xiàn)纖維素乙醇商業(yè)化量產(chǎn)的工業(yè)酶制劑。

　　諾維信全球執(zhí)行副總裁托馬斯·那奇告訴記者：“生產(chǎn)一加侖的纖維素乙醇，酶制劑的成本在50美分左右，總的生產(chǎn)成本在2美元左右。而且從工藝集成、優(yōu)化角度以及各種技術的角度來說，我們認為還有下降生產(chǎn)成本的空間?！?

　　每加侖2美元的成本與目前國際市場的汽油價格持平——這意味著，纖維素生物質(zhì)能源成為了極具競爭力的汽油替代品。

　　商業(yè)化應用仍需時日

　　中糧集團、中石化、諾維信公司三方計劃在2011年第三季度開始建設萬噸規(guī)模纖維素乙醇示范工程。這意味著，纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化將進入快車道，我國的汽車離喝上更加環(huán)保、價格更低的“生物乙醇”燃料不遠了。

　　“希望在未來的三到五年之內(nèi)能夠完成商業(yè)化示范裝置的建設，并能夠把最終的產(chǎn)品推向市場。目前做的工作還是在示范項目前期準備?！敝屑Z科學研究院生化研發(fā)中心總經(jīng)理助理林海龍介紹說。

　　像所有新生的行業(yè)一樣，雖然在技術上獲得重大突破，但其市場如何仍需時間檢驗。面對過于分散的國內(nèi)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀，纖維素乙醇示范工程也面臨著很多艱難險阻。

　　林海龍說：“秸稈做乙醇根據(jù)技術方案的不同，大概是在4—7噸農(nóng)作物秸稈可以生產(chǎn)1噸乙醇。在中國，我承認它與美國的形式不太一樣，農(nóng)業(yè)操作的形式相對來說更分散，如果將來實現(xiàn)秸稈大規(guī)模利用，秸稈的收集和物流對中國來說是很嚴峻的問題。”

　　面對種種可預見的困難，諾維信中國區(qū)總裁柯銘也坦言：“工業(yè)精煉還處于一個襁褓期，有很好的發(fā)展空間，但它有三個重要的問題需要解決。第一個是有沒有現(xiàn)成的技術；第二就是已經(jīng)有的技術是不是在經(jīng)濟可行性上有競爭力；第三個是從產(chǎn)業(yè)結構方面，因為現(xiàn)有的像農(nóng)林、畜牧業(yè)的組織形式主要是為食品生產(chǎn)而進行的，它要為工業(yè)提供穩(wěn)定的一年12個月的原料來源的話，就必須對它的結構進行一些調(diào)整，適合工業(yè)生產(chǎn)的需要。”

　　而如果絕大多數(shù)的秸稈都去制造生物乙醇了，是否會造成土壤營養(yǎng)成分流失呢？對此，林海龍表示：“在國內(nèi)、國外都做了許多研究，影響土壤營養(yǎng)活力的不僅僅是秸稈，也包括耕種的方式、土壤中微生物的情況，耕種田地中生物的情況和操作方式。所以國內(nèi)有學者認為，如果適當?shù)幕蛘甙匆欢ū壤挠媒斩捜ゼ庸?，并不會影響土地的質(zhì)量。”