眼下,，全世界不少科學(xué)家都在加緊研制新型替代能源，以滿足市場(chǎng)需求,。在這樣的背景下,，西班牙和阿根廷的科學(xué)家對(duì)我們飯桌上的胡蘿卜動(dòng)起了腦筋，他們希望將胡蘿卜汁中的糖發(fā)酵獲得的化學(xué)物質(zhì)變?yōu)槿剂?。胡蘿卜汁是如何成為可以流進(jìn)油箱的燃料的?這種生物質(zhì)能生產(chǎn)方式能否化解能源危機(jī)?我省應(yīng)如何發(fā)展獨(dú)具特色的生物質(zhì)能?記者就此采訪了專家,。
近日，西班牙國(guó)立遠(yuǎn)程教育大學(xué)和阿根廷利托瑞爾國(guó)立大學(xué)的研究人員成功研制出把胡蘿卜轉(zhuǎn)化為生物乙醇的技術(shù),，這種通過(guò)糖發(fā)酵獲得的化學(xué)物質(zhì)能夠用作燃料,。除獲得燃料外，殘留的胡蘿卜肉還可以用來(lái)飼養(yǎng)動(dòng)物和提取胡蘿卜素。這項(xiàng)技術(shù)目前尚處于初級(jí)階段,，未來(lái)研究人員將建立一座工廠進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn),。
與釀酒過(guò)程相似胡蘿卜汁可以變?nèi)剂?/p>
遼寧日?qǐng)?bào)：張所長(zhǎng)，您好,。在這項(xiàng)生物乙醇轉(zhuǎn)化技術(shù)中,，胡蘿卜如何搖身一變成為燃料的?
張大雷：在這項(xiàng)技術(shù)中，工作人員會(huì)首先將胡蘿卜加工成小塊,，對(duì)其進(jìn)行酶催化水解,，打破體積較大的葡萄糖分子。由此,，胡蘿卜生物組織中的糖被分離出來(lái),，與酵母混合在一起。接下來(lái)就是有酵母參與的酒精發(fā)酵過(guò)程,，酵母能夠?qū)⒑}卜汁中的糖轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳,。最后，通過(guò)蒸餾得到純度較高的乙醇,。
遼寧日?qǐng)?bào)：酶催化水解制乙醇的化學(xué)原理是什么?
張大雷：上面提到的技術(shù)是一項(xiàng)燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù),，它以生物質(zhì)為原料，通過(guò)生物發(fā)酵等途徑獲得可作為燃料用的乙醇,。其基本原理為胡蘿卜中的糖和淀粉在糖化酶的作用下水解為還原糖,，其中的六碳糖在酵母的作用下產(chǎn)生乙醇。
燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)有一代和二代之分,。一代燃料乙醇是以糖質(zhì)和淀粉質(zhì)作物為原料經(jīng)液化,、糖化、發(fā)酵而得到的乙醇;二代燃料乙醇是指以木質(zhì)纖維素為原料經(jīng)預(yù)處理,、酶水解,、發(fā)酵而得到的乙醇。
準(zhǔn)確地說(shuō),，新聞中以胡蘿卜為原料經(jīng)酶催化水解制取乙醇為一代燃料乙醇或介乎于一,、二代之間的“1.5代燃料乙醇”。
遼寧日?qǐng)?bào)：這種發(fā)酵制造乙醇的方法聽(tīng)起來(lái)與釀酒過(guò)程有些相似,。
張大雷：是的,。以胡蘿卜為原料生產(chǎn)乙醇的方法與我們熟知的以糧食為原料釀酒無(wú)明顯不同。不同的是此前還沒(méi)有以胡蘿卜為原料生產(chǎn)乙醇的先例,，而且用胡蘿卜生產(chǎn)乙醇因有用成分少且原料組分復(fù)雜,，所以工藝也會(huì)很復(fù)雜。
遼寧日?qǐng)?bào)：除胡蘿卜外,，還有哪些植物或果實(shí)可以用來(lái)制作生物質(zhì)乙醇燃料?
張大雷：從理論上講,，任何含有碳水化合物的物質(zhì),，都可以通過(guò)發(fā)酵的方法轉(zhuǎn)化為乙醇，因此在我們熟悉的植物或果實(shí)中,，可以用來(lái)制作生物質(zhì)乙醇燃料的東西非常多,。如秸稈、甘蔗,、甜高粱,、樹(shù)木、木薯,、甘薯等都可以作為生產(chǎn)燃料乙醇的原料,。以甘蔗、甜高粱生產(chǎn)乙醇的技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單,，而以秸稈,、木薯等原料生產(chǎn)燃料乙醇的技術(shù)則很復(fù)雜。
獲得生物質(zhì)燃料不能僅靠種植能源植物
遼寧日?qǐng)?bào)：看來(lái)很多植物都可以拿來(lái)生產(chǎn)乙醇,。那么判斷一種植物是否適宜廣泛種植以獲取燃料應(yīng)考慮哪些因素?
張大雷：首先,，要看該植物能不能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂颍词欠窬哂袣夂蜻m應(yīng)性,。這個(gè)道理很簡(jiǎn)單,，就不多說(shuō)了。
其次,，還要考慮土地資源條件,。第一，大規(guī)模種植能源植物需要大量的土地資源,，因此土地資源是否充足與能源植物能否規(guī)模化種植息息相關(guān),。例如,，在廣西北海市一個(gè)非糧燃料乙醇項(xiàng)目的發(fā)展帶動(dòng)下，廣西木薯種植面積已由2001年的26.9萬(wàn)公頃增至2009年的40萬(wàn)公頃,，但是,，仍然出現(xiàn)原料捉襟見(jiàn)肘的情況，可見(jiàn),，規(guī)?；娜剂弦掖夹枰脑狭糠浅４螅馁M(fèi)的土地也是相當(dāng)多的,。
第二,，我們要考慮是否具有足夠的可利用邊際土地。邊際土地是指在一定的生產(chǎn)條件下,，生產(chǎn)收益正好足以補(bǔ)償所需費(fèi)用的土地,，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是無(wú)利潤(rùn)可賺的土地,。我國(guó)人多地少的實(shí)際情況決定了發(fā)展生物質(zhì)能的原則是不爭(zhēng)糧，不爭(zhēng)耕地,，不爭(zhēng)食用油,、糖，充分利用邊際土地,。也就是說(shuō),，發(fā)展能源植物的種植只能利用邊際土地。
遼寧日?qǐng)?bào)：大量種植能源作物,，是否會(huì)對(duì)邊際土地造成生態(tài)影響?
張大雷：生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也是氣候適應(yīng)性和土地資源條件外,，我們需要考慮的另一重要因素。
邊際土地一般生態(tài)較為脆弱,，存在植被退化,、水蝕等問(wèn)題，某些地方還可能出現(xiàn)污染,、酸化,、堿化和水澇等現(xiàn)象。而且由于邊際土地水土條件較差,，因此存在與其他植物競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分和水資源的問(wèn)題,。同時(shí)，能源植物基地大面積高密集度的種植方式,，也容易誘發(fā)水土流失,、水質(zhì)惡化等問(wèn)題。
邊際土地是生物多樣性與景觀多樣性分布的重要場(chǎng)所,，許多珍稀動(dòng)植物就散存于邊際土地上,，因而一般具有較高的生物多樣性價(jià)值。如果大面積開(kāi)發(fā)種植能源植物,，單一物種連作對(duì)生物多樣性的損害極大,，大大降低景觀的可觀賞性，有可能加速生態(tài)系統(tǒng)的退化,。
