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生物燃料第二春

http://www.jrj.com     2009年03月23日 10:27      《中国企业家》
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  文 | 《中国企业家》记者 马吉英

  粮价高企、油价骤跌,生物燃料产业眼看就要跌入深渊之时,纤维素乙醇突然又让它的命运峰回路转

  过去的五年,对于生物燃料来讲,绝对是一次惊心动魄的冒险之旅:原油价格一路高企之时,以玉米和大豆等粮食为原料的生物燃料则被推上了前台,结果是造成了以粮食价格飞涨为源头的一轮全球通涨。

  所幸的是,纤维素乙醇似乎能让被钉在耻辱柱上的生物燃料迎来新的契机。

  2009年1月15日,中粮集团、丹麦诺维信(全球最大的酶制剂生产商)和中石化集团签署了技术合作框架协议,三方将在中国合作发展纤维素乙醇技术,开发第二代燃料乙醇,并将纤维素乙醇推向国内外市场。

  “这完全是因为科技的创新。目前的关键技术是催化酶技术,酶是一种生物催化剂,可使生物化学反应在温和的环境下进行得更加迅速、效率更高。新型酶制剂能将植物中的纤维素分解成可发酵糖,并进一步转化为乙醇。”诺维信中国区总裁柯铭这样解释说。

  几年前,纤维素乙醇技术的成本还比较高昂。随着生物技术的不断创新,其成本已经下降了数倍,从而使第二代生物燃料越来越具有竞争力。目前的新型酶制剂非常适合用秸秆这种大量存在的农业废弃物来生产乙醇。

  “中国收集农作物废料的人力成本具有巨大竞争力,且发展以秸秆为原料的第二代生物燃料还有利于农民的增收和农村经济的发展。中国很可能在全球范围内率先实现第二代生物燃料的大规模生产和推广。”柯铭认为。

  纤维素乙醇是什么?在中国,这可能还是一个陌生的名词。通用汽车2008年10月专门召开了一个媒体沟通会,对这一生物燃料的研发和商业化前景进行了勾画。

  所谓生物燃料,泛指由生物质组成或萃取固体、液体或气体,通常是指生物乙醇和生物柴油。由于在环境友好性、能效较高等方面的优势,生物能源被视为惟一可以大规模替代汽油和柴油的可再生能源,公众和各国政府对生物燃料的关注日渐升温。

  纤维素乙醇是第二代生物燃料。按照比较通俗的说法,纤维素乙醇就是指以纤维素(农作物秸秆、林业加工废料、甘蔗渣等)为原料制成的乙醇。据通用介绍,每加仑纤维素乙醇所产生的能量将为其生产过程中所消耗能量的7.7倍,温室气体的排放最多可降低96%。

  与使用玉米和大豆等粮食作为原料的第一代生物燃料相比,纤维素乙醇的最大优势在于避免了“道德风险”。“一辆SUV容量为25加仑的油箱,加满一次(第一代生物燃料)能‘吃掉’一个成年人一整年的粮食。”在车用能源问题和人类温饱问题之间,农业专家莱斯特·布朗显然倾向于后者。

  在美国,纤维素乙醇技术的一只脚已经迈入了商业化的门槛。2009年2月25日,美国低碳能源生物技术供应商Mascoma宣布,其位于纽约州罗马市的示范工厂已开始生产纤维素乙醇。投产后,年产能可达20万加仑,是全美最大的纤维素乙醇生产基地之一。“这是公司向纤维素乙醇商业化迈出的重要一步。”Mascoma研发副总裁吉姆·弗拉特表示。

  实际上,在美国传统的汽车市场遭受重挫的同时,新型生物燃料已经成为其崛起的重要助力之一。在美国新任总统奥巴马的新政中,加大对新能源的投入已成为核心议题。而此前,美国前总统布什2007年12月还签署了1975年以来的首个能源法案,到2022年,美国乙醇的年使用量将达到360亿加仑,这相当于美国汽车燃油需求的22%左右。目前,美国为全球第二大生物燃料产国,2012年美国可再生燃料的使用量将达到284亿升。

  2008年1月和5月,通用分别宣布与两家美国公司在纤维素乙醇燃料技术领域内建立战略联盟,以加速其商业化进程。一家名为Coskata,另一家就是上文中提及的Mascoma。

  “可持续生物燃料,特别是基于非粮食原料的下一代纤维素乙醇燃料的研发和商业化,在通用汽车既定并正在实施中的新能源战略中是一个重要而优先的组成部分。”这家在传统能源领域已经严重萎缩的美国汽车公司如是表示。

  最理想的纤维素乙醇的生产方式是,使纤维素在纤维素酶的作用下转化成糖,再进一步发酵成为乙醇。但问题在于,由于目前的纤维素酶活力较低,酶法降解纤维素意味着高昂的成本。

  为了降低成本,两家公司分别尝试了不同的途径。Coskata的方案是,对纤维素进行物理气化之后,形成各种气体,再用混合菌群进行发酵,进而生成乙醇;而Mascoma则采用了化学的办法(“联合生物加工”的化学转化技术),对纤维素进行化学处理后,生成乙醇。采用变通后的技术工艺进行批量生产后,Coscata的纤维素乙醇成本将低于1美元/加仑。

  与所有新技术的产业化一样,美国政府在纤维素乙醇方面的资金投入也毫不吝啬。

  美国一家名为Range Fuels的纤维素乙醇生产工厂,在不久前刚刚得到了美国农业部8000万美元的贷款担保,以用于其在乔治亚州的一座新工厂的建设。按照计划,该工厂将于2010年完工,届时纤维素乙醇的年产量可达到1亿加仑。而早在2007年,这家公司就从美国能源部得到了超过7600万美元的投资,用于该工厂的建设。这还只是政府投入的冰山一角。在美国,那些已投身或者准备投身纤维素乙醇生产的公司,还可以享受0.51美元/加仑的税收优惠。

  雄心勃勃的美国公司开始向中国这一最具潜力的汽车市场渗透。有报道称,Coskata计划将其纤维素乙醇技术引入中国,集中与中国有潜力投资者进行合作。

  不光是有备而来的国外公司看到了巨大商机,国内企业中也不乏摩拳擦掌的“淘金者”。除了中粮集团之外,河南天冠集团和上海理工大学的相关项目已投入运行。作为研究机构,中科院新近也成立了能源植物中心。

  “中国目前的粮食产量有大约一万亿斤,地上茎秆部分还有一万亿斤,地下还有一万亿斤,至少是这个数量。还有地上的草,山上的林。所有的植物都有纤维素,因此量是很大的。”中国科学院能源植物中心副主任刘公社博士说。

  他认为,对中国公司来说,纤维素乙醇的产业化瓶颈在于如何提高从纤维素向葡萄糖的转化效率,并降低成本。同时,在油价大幅回落的背景下,企业若想坚持下去,在很大程度上必须依赖于政府的财政资助。“现在我估计政府不投入,我们做起来不划算。”刘公社对《中国企业家》说。

  此外,之所以提倡生物燃料,环保主义者的呼声占了很大一部分比重。但纤维素乙醇到底能在多大程度上实现节能环保,也存在很大的疑问。在生产纤维素酶、并用各种物理和化学的办法进行生产的过程中,很有可能会给环境带来二次污染。并且,纤维素乙醇的制成过程中,对温度有着很高的要求。“问题在于,高温本身也耗能。”刘公社说。


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