如今,，科學家們正嘗試利用被現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的 “棄兒”,，如廢木材,、草等來生產(chǎn)多種多樣的生物燃料，甚至是飛機燃料,，人們把用此種原料制成的燃料稱為Grassoline,，意即用含纖維質(zhì)高的非食用生物給料生產(chǎn)的燃料。但在這些“新一代”生物燃料成為市場主流之前,，它們還必須與石油競爭,，將成本控制在60美元/桶左右。但就目前來看,，用非食用植物制造的第二代生物燃料是最環(huán)保,、最有經(jīng)濟前途的石油替代品,前景十分光明。
據(jù)報道,，美國有能力種植大量的二代生物燃料給料,，制成的燃料能夠滿足目前美國一半的燃油需求，并且不會影響糧食供應,。目前各國都在全力發(fā)展新技術(shù)煉油以減少對石油的依賴,。用纖維質(zhì)植物制成的生物燃料成為在技術(shù)上已有突破,有可能短期內(nèi)成為石油的最佳替代品。
第一代VS第二代生物燃料
所有的植物都可以制成生物燃料,。“第一代生物燃料”采用糧食作物為原料,制造技術(shù)已經(jīng)相對成熟,，生產(chǎn)也已經(jīng)形成了一定商業(yè)規(guī)模。但它卻并不能解燃油危機,，其中的理由不言自明,。
“第二代”生物燃料由含纖維質(zhì)的材料制成，人們口頭上稱其為“Grassoline”,。第二代生物燃油解決了糧食制油所遇到的問題,。Grassoline原材料來源十分廣泛。截止目前,，不說科學家已經(jīng)找到了成百上千種,，也至少已經(jīng)找到了幾十種合適的材料，如鋸木,、建筑殘余,、玉米稈、麥稈,、牧草等,。這些生物材料成本低廉、產(chǎn)量大并且對食品生產(chǎn)毫無威脅,。美國農(nóng)業(yè)部和能源部的一份研究表明,， 在不影響糧食供應、糧食出口以及動物飼料生產(chǎn)的情況下,，美國每年能生產(chǎn)至少13億噸干纖維質(zhì)生物給料,。如此大量的生物材料每年能制成1000億桶“草制燃油”——大約是美國目前汽油,、柴油年消耗總量的一半。
最近科學家們在第二代生物燃料生產(chǎn)技術(shù)上取得了許多重要進展,。如最近發(fā)明的定量化學計算方法讓化學家能夠?qū)⑸锝o料的化學反應控制在原子級,。盡管該領(lǐng)域才剛剛起步，但是許多實驗工廠都已經(jīng)開始運行,，而且首個商業(yè)規(guī)模的精煉廠計劃將于2011年問世,?？茖W家預計,，“Grassoline”的時代即將到來。
能源枷鎖
第二代生物能源技術(shù)發(fā)展為何舉步維艱,？科學家開玩笑地將大自然說成是“罪魁禍首”,。因為隨著生物的進化，大自然巧妙地設(shè)計出令科學家十分頭疼的細胞膜來保護植物的內(nèi)部結(jié)構(gòu),。細胞膜由相互聯(lián)系的韌性極佳的分子構(gòu)成,。因此，要想釋放細胞內(nèi)所含能量,，科學家們首先得解開這道能源枷鎖——由自然進化創(chuàng)造出的“分子結(jié)”,。
總的來說，生產(chǎn)生物燃料的第一步是將結(jié)實的生物給料“解構(gòu)”成小分子,；第二步才是將小分子精煉成燃油,。工程師們一般將不同的解構(gòu)方法按溫度分級，用需要溫度較低的（50℃至200℃）方法生產(chǎn)可以發(fā)酵成乙醇的糖類,。這一方法與目前人們處理玉米或糖類作物的方式基本一致,。需要溫度較高的解構(gòu)（300℃至600℃）可以用來生產(chǎn)生物質(zhì)原油。生物質(zhì)原油最終可被精煉成石油或柴油,。而需要溫度極高的解構(gòu)（700℃以上）則被用來生產(chǎn)制造液態(tài)燃料的合成氣,。
目前仍然沒有人知道哪種方法能最經(jīng)濟、有效地將生物給料中所含的能量轉(zhuǎn)化成液態(tài)燃料,。也許不同的生物材料需要不同的處理方法,，如高溫度處理木材，而較低溫度處理草等,。但要想進一步證實,，則需要不斷的實踐。
二代生物燃料生產(chǎn)技術(shù)之一 高溫合成氣
截止目前,，高溫合成氣方法在技術(shù)上最為成熟,。合成氣是由一氧化碳和氫氣組成的混合氣體，能由任何含碳元素的原料制得,。合成氣一般通過“費——托合成法”(FTS)被轉(zhuǎn)化成柴油,、汽油或者乙醇,。該方法由德國科學家在20世紀20年代發(fā)明。
生產(chǎn)合成氣的第一步是氣化,?？茖W家將生物給料放入反應器中，并將反應器加熱到700℃以上,。氣化的生物給料與水蒸氣,、氧氣混合，產(chǎn)生含有一氧化碳,、氫氣,、焦油的混合氣體。隨后,，科學家們清理掉其中的焦油并將剩余的氣體壓縮至20至70個大氣壓強,。經(jīng)過壓縮的合成氣接著流過經(jīng)特別設(shè)計的催化劑，加快化學反應,。
雖然技術(shù)原理很容易理解,，但反應器卻造價昂貴?？ㄋ?006年修建的一座FTS工廠共花費16億美元,，每天能生產(chǎn)3.4萬桶液態(tài)燃料。有人計算過,，如此規(guī)模的生物燃料廠必須每天消耗5000噸的生物給料才能在15至30年內(nèi)賺回成本,。巨大的經(jīng)濟上的挑戰(zhàn)讓科學家將技術(shù)的重點放在了降低成本上。
