在美國(guó),政策制定者們――包括巴拉克;奧巴馬總統(tǒng)――都竭力主張除了開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能,、風(fēng)能和地?zé)崮茉粗膺€要開(kāi)發(fā)生物燃料,,以促使美國(guó)的汽車(chē)文化的轉(zhuǎn)變,。不過(guò)他們提倡開(kāi)發(fā)的生物燃料,,并不是利用糧食作物去制取酒精,因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)已證明這種做法既浪費(fèi)糧食,,對(duì)環(huán)境也有破壞作用,。相反,大家都把希望寄托在美國(guó)各大高新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室上,,因?yàn)檫@些實(shí)驗(yàn)室不同尋常:它們利用在人類(lèi)的生物圖騰上地位最低端的生物——酵母,、藻類(lèi)和細(xì)菌——來(lái)合成與汽油和柴油的用途完全一樣的生物燃料。但是,,怎么大量生產(chǎn),,怎么保證價(jià)格低廉,而且要與現(xiàn)行機(jī)動(dòng)車(chē)的燃料使用方式兼容等問(wèn)題,,是急需解決的技術(shù)難題,。
假如將來(lái)在市場(chǎng)上可以買(mǎi)到新一代生物燃料,我們要給汽車(chē)加的液體就不再是傳統(tǒng)的汽油了,,而是一種完全等同于汽油的東西,。這種燃料是美國(guó)公司制造的,不是用油輪從中東地區(qū)運(yùn)來(lái)的,。即使這種生物燃料在燃燒過(guò)程中也會(huì)釋放二氧化碳,,但用來(lái)制造這種燃料的微生物正好能從消耗掉空氣中等量的二氧化碳。因此,,種生物汽油實(shí)際上還是無(wú)碳排放的燃料,。
為成功制造這種生物燃料,科學(xué)家只能對(duì)大自然進(jìn)行改造,。他們可以在現(xiàn)有微生物品種的基礎(chǔ)上進(jìn)行篩選,,甚至人工制造出全新的微生物品種。目前,,大量開(kāi)始起步工作的重點(diǎn)就是從酵母,、藻類(lèi)和細(xì)菌中篩選有潛力的突變株。有科學(xué)家甚至預(yù)言,到2011年,,他們就能生產(chǎn)出可直接注入汽車(chē)油箱里的代用汽油或柴油,。當(dāng)然,剛開(kāi)始的時(shí)候,,這類(lèi)生物燃料還是只能與傳統(tǒng)的汽油或柴油混合使用,,但遲早都有能夠單獨(dú)使用的一天。到了那一天,,我們就可以永遠(yuǎn)告別利用石油來(lái)提煉汽油的時(shí)代,。
長(zhǎng)期以來(lái),環(huán)保主義者對(duì)利用玉米,、甘蔗及其他農(nóng)作物來(lái)制取燃料的做法持反對(duì)態(tài)度,,因?yàn)榉N植這些農(nóng)作物需要大量的淡水、肥料和土地,,而且一旦大量的糧食作物用于生產(chǎn)粒粒,,就會(huì)導(dǎo)致食物短缺。因此,,解決這個(gè)問(wèn)題的最好方法之一就是利用微生物,。微生物就是一座座完美無(wú)缺的微型工廠,如果經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì),,所有的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程都可以在微生物細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行,。此外,微生物還能自行繁殖,。如果要在實(shí)驗(yàn)室里完成同樣的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,,需要科學(xué)家不停地進(jìn)行人工干預(yù)才能實(shí)現(xiàn)。
早在公元前一萬(wàn)年左右的石器時(shí)代,,人類(lèi)就懂得釀造啤酒,,也就是利用微生物釀造來(lái)酒精。如今,,人類(lèi)的工作重點(diǎn)則是怎樣通過(guò)生物工程的辦法來(lái)制造理想的微生物品種,,使生物可以消耗掉整株植物體,而只留下小部分作為微生物自身的營(yíng)養(yǎng),,剩下的則全都變成高能燃料,。如果有這么一種微生物,只要見(jiàn)光,,就能把二氧化碳直接變成能量,,那這樣的微生物就是用來(lái)制造生物汽油的理想生物體了。地球的能量最終來(lái)自太陽(yáng),,只要區(qū)區(qū)一小時(shí)的太陽(yáng)光照射,,所提供的能量就相當(dāng)于全人類(lèi)一年的能源需求量,。可是,,植物所俘獲到的太陽(yáng)能則還不到這部分能量的千分之一,。
科學(xué)家目前用來(lái)做實(shí)驗(yàn)的微生物是有光合作用能力的微生物,如藻類(lèi)和藍(lán)細(xì)菌(有時(shí)叫做藍(lán)綠藻或藍(lán)藻),。這類(lèi)微生物不但能夠清除空氣中的二氧化碳,,而且能夠快速繁殖——有些種類(lèi)只用12小時(shí)就能翻一番,而青草及其他大型植物則需要好幾個(gè)星期甚至好幾個(gè)月才能達(dá)到這樣的水平,。光合微生物還能在細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存大量的脂肪,,這就是用于合成生物燃料的基礎(chǔ)原料。
前不久,,科學(xué)家利用基因工程培養(yǎng)出一種新型的藍(lán)細(xì)菌,,這種藻類(lèi)細(xì)胞內(nèi)的脂肪物質(zhì)含量已達(dá)到細(xì)胞干重的50%以上??茖W(xué)家只要將細(xì)胞變成碎片狀,,就能把細(xì)胞內(nèi)的脂肪收集起來(lái),再經(jīng)過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的步驟,,就轉(zhuǎn)變成生物燃料了。雖然大豆的細(xì)胞內(nèi)含有脂肪物質(zhì),,可以提取后加工成生物燃料,,但是,就一英畝面積大的光合微生物的產(chǎn)油量要比大豆高將近250倍,。
要把利用光合微生物的大膽想法變成現(xiàn)實(shí),,還有不少問(wèn)題要解決。藻類(lèi)和藍(lán)細(xì)菌都能夠在開(kāi)放式養(yǎng)殖池中養(yǎng)殖,,但這種養(yǎng)殖方式會(huì)混雜其他微生物,,而這些微生物不但會(huì)對(duì)養(yǎng)殖水體造成污染,還會(huì)干擾所要的“油料生物”的正常生長(zhǎng),。為了解決上述問(wèn)題,,要在室外建造一種透明容器(即“生物光合反應(yīng)器”)來(lái)養(yǎng)殖這種油料藻類(lèi)。但是,,這種養(yǎng)殖設(shè)施的建造和維護(hù)費(fèi)用不僅十分昂貴,,而且建造這類(lèi)養(yǎng)殖設(shè)施也有很高的技術(shù)要求,,即只能讓適量的光照透進(jìn)容器——光照過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱都會(huì)降低藻類(lèi)的生長(zhǎng)速度,。從環(huán)保角度看,,這種技術(shù)還有一個(gè)問(wèn)題沒(méi)有得到解決,,即微生物的采集和細(xì)胞內(nèi)脂肪物質(zhì)的提取工藝需要的有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境不夠友好,,而為了給收獲過(guò)的養(yǎng)殖容器“補(bǔ)種”,,還需要不斷培養(yǎng)新的“種子”,。
如果回顧一下歷史,,就知道“一切皆有可能”是很有道理的。以前也有很多人認(rèn)為人類(lèi)不可能在天上飛,、不可能在月球上走,、燈泡不可能發(fā)光……其實(shí)人類(lèi)所需要的就是多學(xué)科的協(xié)同工作,需要科學(xué)家的勤勉努力,,一直往前走,。不管是誰(shuí),只要能大量制造生物汽油,,那么他所得到的將不僅僅是大筆錢(qián)財(cái),,還將創(chuàng)造歷史。從某種程度上講,,如果將來(lái)某些國(guó)家或者大公司能在這方面取得成功,,就會(huì)像今天那些石油資源豐富的國(guó)家一樣,成為經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的大贏家,。