| 變廢為寶照亮汽車燃料未來 |
| 使美國擺脫對海外石油依賴的方法很可能就存在于杜邦公司(DuPont Co.)實驗室內(nèi)一個籠罩著神秘面紗的玻璃容器中。 在這個容積為1公升的器皿內(nèi)，一種喜在沙漠中生存的細(xì)菌正在制造汽車燃料。這種通常寄生于龍舌蘭屬植物上的有機物一面大嚼著粉碎后的植物莖、葉，一面排放出一種稀狀乙醇。在美國，乙醇這種汽油替代品通常是用玉米粒加工生產(chǎn)的。 這種微小的有機物有可能掌握著美國一個新燃料來源的關(guān)鍵環(huán)節(jié)──纖維素乙醇。美國許多其他實驗室也在競相培育這類有機物。農(nóng)作物殘渣、木屑、柳枝稷甚至城市垃圾都可用來生產(chǎn)纖維素乙醇。 使纖維素乙醇成為美國汽車的常用燃料這項工作只是剛剛開了個頭，最終結(jié)果會怎樣目前為也無法確定。但這項工作有兩大因素推動：高企的油價以及布什政府(Bush administration)的支持。布什政府認(rèn)為這種燃料有可能成為未來能源供應(yīng)的一個重要組成部分，它正投入資金幫助興建生產(chǎn)這一燃料的首座“生物煉廠”。支持者認(rèn)為，這種燃料能夠降低美國對進口石油的依賴，減少引發(fā)全球變暖的廢氣排放，并能推動美國農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。這場開發(fā)新能源的競賽已經(jīng)吸引了ADM公司(Archer-Daniels-Midland Co.)、荷蘭皇家殼牌有限公司(Royal Dutch Shell Group)和高盛集團(Goldman Sachs Group Inc.)等重量級企業(yè)前來參與，它們紛紛投入了資金和精力。 在美國，用作燃料的乙醇通常是用玉米生產(chǎn)的。但種植玉米卻需要消耗很多能源，因為在這一過程中使用的肥料和殺蟲劑等諸多產(chǎn)品都需消耗電能去生產(chǎn)。生產(chǎn)纖維素乙醇的經(jīng)濟性就不同了，因為它需要的原料主要是廢品。由于中國和印度經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，一定程度上導(dǎo)致世界石油需求量的增長速度超過了化石燃料的勘探速度，經(jīng)濟學(xué)家們指出，未來幾十年中世界將需要成百上千億加侖替代燃料。 杜邦公司的首席創(chuàng)新官托馬斯•康納利(Thomas Connelly)說：“突然之間，開辟一種能源新來源的競賽開始了。” 從農(nóng)業(yè)廢料和其他原料中獲取乙醇的想法直到不久前才從大學(xué)校園和聯(lián)邦實驗室的某些角落中冒出來。私人領(lǐng)域幾乎沒人認(rèn)真看待這一想法，原因很簡單，用玉米來生產(chǎn)乙醇要容易得多。擅長分泌乙醇的微生物更加鍾愛玉米粒中的糖分。 讓這些微生物喜歡上玉米稈和麥秸不是件容易的事。要找到能將纖維素分解成糖分的酵素以及喜歡以糖為食的微生物，都需要投入巨額的研究經(jīng)費。科學(xué)家們?yōu)榇诉€探究了大象的糞便和奶牛的內(nèi)臟。遺傳工程學(xué)家們也正對他們找來從事這一乙醇生產(chǎn)工作的微生物進行改造，以提高其工作效率。 為了證實上述問題能夠找到具有商業(yè)可行性的解決辦法，美國能源部(Energy Department)計劃為美國首建的三座纖維素乙醇生產(chǎn)廠提供資助，并號召社會企業(yè)前來競爭這一資助。能源部提供的援助資金為1.6億美元，它宣布各競標(biāo)單位都需建立一座試驗工廠，以顯示其生產(chǎn)程序能適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要。 行業(yè)官員們表示，至少有30家公司正在申請這筆資助。非上市企業(yè)Iogen Corp.就是其中一家，這家總部位于艾奧瓦州的生物科技公司擁有實力雄厚的支持者，它開發(fā)出了幾種已取得專利的酵素，這些酵素能從小麥和大麥的秸稈中萃取糖分。這家公司已計劃在愛達荷州東南部建造一座可從事商業(yè)化生產(chǎn)的纖維素乙醇工廠，已經(jīng)與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民簽訂了原料收購合同。 Iogen的合作伙伴是荷蘭皇家殼牌有限公司和華爾街的投資銀行高盛集團。該公司執(zhí)行副總裁杰夫•帕斯默(Jeff Passmore)說，公司設(shè)在渥太華的試驗工廠的運行情況看，Iogen有能力在規(guī)模更大的商業(yè)化生產(chǎn)中制造出價格不超過每加侖1.35美元的纖維素乙醇。這一價格要遠低于目前的汽油價格，不過比現(xiàn)代化玉米乙醇生產(chǎn)廠的產(chǎn)品價格要高。美國能源部估算后者的價格約為每加侖1美元。 ADM公司已經(jīng)是美國最大的乙醇生產(chǎn)商，它正在使用一些聯(lián)邦資金來研究從如何從玉米粒中萃取更多乙醇。雖然玉米粒的大部分成分目前已能被轉(zhuǎn)化成糖分，但該公司尚未找到令微生物以玉米粒纖維為食的方法。如果能找到使這些纖維轉(zhuǎn)化為糖分的辦法，該公司現(xiàn)有玉米乙醇工廠的產(chǎn)量將增加15%。 ADM的管理人士希望政府幫助該公司建造一座耗資5,000萬至1億美元的工廠。公司研究部門的總裁托馬斯•賓德(Thomas P. Binder)說，ADM較那些希望破解纖維素乙醇生產(chǎn)之謎的其他公司領(lǐng)先一步：ADM無需找到一種收集新型生物原料的方法，只需利用現(xiàn)有的玉米收集設(shè)施即可。 另外一家值得關(guān)注的競標(biāo)者是西班牙大企業(yè)Abengoa S.A在美國的子公司Abengoa Bioenergy，這家西班牙公司是歐洲主要的乙醇生產(chǎn)商。今年晚些時候Abengoa將在西班牙開設(shè)一個大型展示設(shè)施，向人們展示從麥秸中提取乙醇的過程。該公司還希望獲得美國聯(lián)邦政府的資助，以便在美國中西部的某個地方興建其第一座商業(yè)化纖維素乙醇生產(chǎn)廠。 據(jù)Abengoa Bioenergy的研究負(fù)責(zé)人桑托斯-利昂(Gerson Santos-Leon)說，這將是一座“混合型”工廠，它每年能用麥秸和玉米稈生產(chǎn)1,500萬加侖乙醇，用玉米生產(chǎn)8,500萬加侖乙醇。美國最大的玉米乙醇生產(chǎn)商之一嘉吉公司(Cargill Inc)已將自己找到的一種可生產(chǎn)乙醇的微生物授權(quán)給Abengoa使用。 與此同時，化工業(yè)巨頭杜邦公司正在研究如何建造一座以玉米稈和玉米葉為原料的生物煉廠。該公司的目標(biāo)是，到2009年時，將把用纖維素生產(chǎn)乙醇的成本降到用玉米粒生產(chǎn)乙醇的水平。如果成功，這種技術(shù)將使一塊地所產(chǎn)玉米的乙醇萃取量增加一倍。 這項技術(shù)源自一個為期四年的研究項目，美國能源部和杜邦公司在這一項目上各投資了1,900萬美元。杜邦公司在這方面的合作伙伴包括農(nóng)用設(shè)備生產(chǎn)商迪爾公司(Deere & Co.)以及酵素供應(yīng)商Diversa Corp.。杜邦公司的管理人士預(yù)計，他們?yōu)榇私ㄔ斓脑囼灩S將耗資5,000萬美元，該廠將在2010年前投入運營。 去年通過的能源法案要求，到2013年，纖維素乙醇的使用量要達到2.5億加侖，并允許對纖維素“生物煉廠”的貸款提供政府擔(dān)保。國會委員會還在考慮更多鼓勵措施，布什總統(tǒng)也將乙醇發(fā)展計劃列為其能源戰(zhàn)略的核心項目。 直到目前，玉米種植業(yè)一直享受著政府對玉米乙醇的補貼，這讓其他人非常嫉妒。去年，用于生產(chǎn)乙醇的玉米占到總收成的14.4%。雖然過去也有人鼓吹使用玉米之外的其他谷物，但玉米種植業(yè)游說團體的政治實力顯然更強大。 但是，每加侖3美元的汽油價格讓華盛頓和許多持有乙醇生產(chǎn)商股票的農(nóng)民相信，纖維素乙醇行業(yè)的發(fā)展將比玉米的生長速度還要快。對乙醇的需求相當(dāng)強勁，全美的101家玉米乙醇加工廠中有許多投資回報率高達35%。這大大激發(fā)了新建加工廠的熱潮，預(yù)計到2008年，乙醇加工行業(yè)的規(guī)模將較目前擴大一倍。 不過，這股熱潮也推高了玉米價格。美國農(nóng)業(yè)部的經(jīng)濟學(xué)家預(yù)計，今年的玉米產(chǎn)值將較去年增長20%左右，軟飲料所用的玉米甜味劑的價格將上漲，肥牛、生豬和肉雞的飼養(yǎng)成本也將上升。 由于乙醇的關(guān)系，芝加哥商品交易所的交易員已將2007年玉米期貨的價格推高到每蒲式耳3美元以上。伊利諾伊州玉米種植戶現(xiàn)在每蒲式耳玉米能賣到2美元多。富國銀行(Wells Fargo & Co.)經(jīng)濟學(xué)家麥克爾•斯萬森(Michael J. Swanson)說，玉米市場的需求漲勢驚人。 在這種局面下，再生能源協(xié)會(Renewable Fuels Association)現(xiàn)在正在協(xié)調(diào)組建支持生產(chǎn)纖維素乙醇的政治聯(lián)盟。除了農(nóng)業(yè)團體和農(nóng)產(chǎn)品綜合企業(yè)這兩大玉米乙醇的一貫支持者之外，他們還找到了一些看似奇怪的同盟軍，其中包括環(huán)保團體、生物技術(shù)公司、一些大型石油公司、化工巨頭、汽車制造商、好戰(zhàn)人士及風(fēng)險投資家等等。 農(nóng)業(yè)部長麥克•約翰斯(Mike Johanns)說，他們正在推動白宮和國會兩黨制定新的補貼政策和相關(guān)法規(guī)，促進纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 該團體已經(jīng)取得一項重大成果：它成功促使布什總統(tǒng)在今年1月發(fā)表國情咨文時，在批評美國過度依賴石油的同時，將提高乙醇燃料的市場競爭力作為未來6年的努力目標(biāo)之一。布什總統(tǒng)在2007年的預(yù)算里給玉米乙醇研發(fā)計劃撥款1.5億美元，較2006年增加了一倍有余。再生能源協(xié)會主席鮑伯•達尼恩(Bob Dinneen)說，現(xiàn)在的問題不是要不要發(fā)展玉米乙醇，而是應(yīng)該以怎樣的速度發(fā)展。 實際上，美國納稅人和消費者早已開始分擔(dān)這方面的成本了。每賣出1加侖乙醇，聯(lián)邦財政就要補貼51美分。再加上各州的鼓勵政策，每年全美國要為乙醇貼補20億美元。 還有，根據(jù)能源部的數(shù)據(jù)，單位容量乙醇所含能量較汽油低30%，也就是說，在汽油里摻入乙醇會降低單位容量燃油所能行駛的里程數(shù)。在國會收到的30多項要求對乙醇提供補貼的議案中，有好幾項要求汽車制造商生產(chǎn)更多能使用含85%乙醇的汽油的車輛。而不是目前銷售的10%乙醇含量的車用燃油。 不過，在這個問題上，最終起決定性作用的是科學(xué)而不是政治。總的來說，乙醇和糧食酒是一回事兒。幾個世紀(jì)以來，人們都在用玉米粒、小麥、黑麥和大麥中的糖分發(fā)酵萃取酒精。為了生產(chǎn)纖維素乙醇，科學(xué)家們嘗試?yán)棉r(nóng)作物莖葉中以纖維素形式儲存的糖分。 政府實驗室和企業(yè)早就在研究這些了。五十年代時，美國陸軍微生物學(xué)家艾爾文•T.里斯(Elwyn T. Reese)就開始研究一種“叢林皮病”，二戰(zhàn)中在瓜達爾卡納爾戰(zhàn)斗的美國士兵遇到了一種奇怪的真菌，它們吞噬士兵的制服、戰(zhàn)靴和帳篷。 軍方希望里斯找到一種辦法殺死這些真菌，但他迷上了一類酵素，它們能分解具有結(jié)實細(xì)胞結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，并以從中獲得的糖份為食。 能源部國家再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory)乙醇研究部門主管麥克爾•帕切科(Michael A. Pacheco)估計，八十年代以來，美國在纖維素乙醇研究領(lǐng)域已經(jīng)斥資逾10億美元，有一部分資金就是嘗試各種方法，讓里斯發(fā)現(xiàn)的酵素更有效率。 他解釋說，酵素的成本大得驚人。不過，最近這5年來，研究人員已經(jīng)將每加侖纖維素乙醇所用酵素的成本從6美元降低到不足50美分，才讓商業(yè)化生產(chǎn)變得可行。帕切科說，在這個基礎(chǔ)上企業(yè)進行試驗的空間很大，用二十多種不同的酵素參與生產(chǎn)也沒什么不行。 他還說，能源部和相關(guān)企業(yè)也在研究讓乙醇更易被石油公司利用的各種方法。眼下，含有乙醇的燃料不能用管道運輸，因為這其中含有水分，在管道中會逐漸被稀釋。所以現(xiàn)在的情況是，必須用卡車和火車將乙醇運到售賣地附近，就近混合。 但他也警告說，還有很多需要完成的基礎(chǔ)工作。新酵素排放的糖分與玉米中萃取的糖分不同，更難發(fā)酵。 支持開發(fā)纖維素乙醇的人們認(rèn)為，如此繁重的工作必須政府部門提供援助。纖維素乙醇領(lǐng)域的專家布魯斯•達爾(Bruce Dale)教授說，未來幾年政府應(yīng)當(dāng)為此支出20億美元。企業(yè)高級管理人士則希望政府能像支持航天項目那樣支持纖維素乙醇。 杜邦每年的研發(fā)支出高達13億美元，但即使是這樣財大氣粗的企業(yè)也表示這項研究風(fēng)險太大，沒有政府的支持公司是不會動手的。 截至目前，杜邦取得的重大突破就是基因改良了乙醇生產(chǎn)用細(xì)菌運動發(fā)酵單胞菌（Zymomonas mobilis），讓它們在分解玉米粒中的葡萄糖和纖維中的木糖時一樣有效?？茖W(xué)家們表示，這辦法有點像用乳酪蛋糕誘惑某人吃沙拉一樣。 最終，推動纖維素乙醇發(fā)展的動因恐怕還是高油價。Abengoa子公司的研究部主管利昂說，如果油價保持在每桶50美元以上，那么這些設(shè)想都會變成現(xiàn)實。如果低于50美元，最好還是不要急于動手了。 |
