進入2007年,,美國全國上下動作頻頻,,大力促進纖維素乙醇技術(shù)的開發(fā)和纖維素乙醇的商業(yè)化生產(chǎn)。美國輿論認為,,生物技術(shù)的應用由此進入了“第三次浪潮”
今年2月22日,,被伊拉克戰(zhàn)爭搞得焦頭爛額的美國總統(tǒng)布什沒有忘記專程參觀位于北卡羅來納州的諾維信(Novozymes)公司生產(chǎn)設施和研發(fā)實驗室,對該公司創(chuàng)新性的纖維素乙醇轉(zhuǎn)化技術(shù)(酶技術(shù))及商業(yè)化進程給予特別的鼓勵和支持,。
布什在參觀時指出,,依靠美國的技術(shù)創(chuàng)新和大規(guī)模種植燃油替代作物(能源作物)來獲得燃料,將加強美國的能源和經(jīng)濟安全,。
諾維信公司在基于生物技術(shù)的工業(yè)酶制劑和微生物制劑領域處于世界領先地位,,在這兩個領域全球市場份額均占40%,其業(yè)務是向以玉米為原料的燃料乙醇生產(chǎn)商提供各種酶制劑,。近年來,,它與美國能源部及國家可再生能源實驗室合作開發(fā)以玉米秸稈等農(nóng)林業(yè)剩余物為原料生產(chǎn)燃料乙醇的酶技術(shù)。
留給未來的隱憂
目前燃料乙醇的原料主要是玉米,,因此,,美國生產(chǎn)燃料乙醇消耗的玉米數(shù)量已急劇增加,2006年已占玉米總產(chǎn)量的12%,。玉米的價格在期貨市場上也大幅上揚,,芝加哥商品交易所玉米2007年3月遠期交貨合同價格已達到每蒲式耳4.0675美元(1蒲式耳玉米重量約為25.4公斤),達到1996年7月以來的最高點,。美國玉米儲備到2007年秋季預計將會減半,,即減少11.4億蒲式耳。
但近年來玉米價格的不斷攀升使以玉米作為主要飼料的美國畜牧業(yè)農(nóng)戶大為不滿,,他們強烈要求政府拿出對策,。高漲的玉米價格也使以玉米為主糧的國家(如墨西哥)出現(xiàn)社會動蕩不安。
3月29日,,古巴領導人卡斯特羅在古巴報紙上發(fā)表署名文章,,批評美國的乙醇燃料政策,。他指出,用農(nóng)作物提煉乙醇作為燃料的計劃將使發(fā)展中國家的糧食儲備枯竭,,因為要制造出350億加侖的乙醇,,需要用掉3.2億噸玉米。這會使得世界上30多億人由于饑餓過早死亡,。
在中國,,隨著乙醇汽油逐步推廣,,以陳化糧為原料的燃料乙醇的產(chǎn)量已經(jīng)從2003年的7萬噸一路飆升至2006年的132萬噸,,成為僅次于巴西和美國的全球第三大燃料乙醇生產(chǎn)國。按每3.3噸玉米產(chǎn)出1噸燃料乙醇折算,,2006年需消耗玉米436萬噸,。玉米庫存的驟減使中國市場上玉米價格猛漲,燃料乙醇出現(xiàn)了與民爭食的隱患,。保障國家糧食安全已成為擺在中國政府面前的一個嚴峻課題,。
美國用玉米生產(chǎn)燃料乙醇,巴西用甘蔗生產(chǎn)燃料乙醇,。由于氣候,、土壤、生產(chǎn)效率等條件比較適合,,兩國的甘蔗和玉米產(chǎn)量都能夠滿足其燃料乙醇生產(chǎn)的原料需求,。
但中國并不具備大規(guī)模使用甘蔗或者玉米生產(chǎn)燃料乙醇的條件,只能尋找其他原料,。另一方面,,隨著玉米價格飆升,將有更多的農(nóng)戶選擇放棄大豆種植,,改種玉米,。每年生產(chǎn)燃料乙醇需要400萬噸玉米,這就將意味著占據(jù)470萬畝耕地,,對應著減少165萬噸大豆產(chǎn)量,。目前中國國內(nèi)大豆產(chǎn)量已萎縮至1500萬噸,而大豆進口依存度高達67%,,上述變化無疑是帶來了嚴重的糧食安全問題,。
事實上,美國政府已加快開發(fā)以農(nóng)林業(yè)殘余物(木屑,、碎木,、麥草、稻草和秸稈等)和特殊的“能源作物”(如柳枝稷)為主要原料的乙醇生產(chǎn)技術(shù),,也就是從生產(chǎn)玉米乙醇向生產(chǎn)纖維素乙醇轉(zhuǎn)變的技術(shù),。雖然利用生產(chǎn)纖維素乙醇需要更復雜的生物技術(shù)和精煉工藝,,但應用纖維素乙醇技術(shù)意味著能使用幾乎所有的植物作為原料,從而避免了糧食危機,。
生產(chǎn)纖維素乙醇的成本是生產(chǎn)玉米乙醇的1/4到1/5,,而且本身具有更多的凈能量,其溫室效應氣體排放也更低,。 布什提出,,要在六年內(nèi)將纖維素乙醇發(fā)展成為實際可行并具有競爭力的汽車燃料。
美國的步伐越來越急
進入2007年,,美國全國上下動作頻頻,,大力促進纖維素乙醇技術(shù)的開發(fā)和纖維素乙醇的商業(yè)化生產(chǎn)。從總統(tǒng),、內(nèi)閣和各州政府到投資公司和企業(yè)都在看好纖維素乙醇,。美國輿論認為,生物技術(shù)的應用由此進入了“第三次浪潮”(前兩次浪潮分別是生物制藥和轉(zhuǎn)基因作物),。
今年初,,布什政府要求國會在2008財年的政府預算中追加44億美元用于高科技領域,其中有1.79億美元將用于研究使用木屑和柳枝稷為原料生產(chǎn)纖維素乙醇(2007年該項預算為9200萬美元),。
除政府宣布的投資外,,工業(yè)界也將為6家生物精煉廠的建設投入巨資,兩者加起來的總投入將超過12億美元,。這6家生物精煉廠投入運營后,,有望每年生產(chǎn)1.3億加侖的纖維素乙醇。
嗅覺靈敏的風險投資家也聞風而動,。億萬富翁,、著名的風險投資家Vinod Khosla(此人是Sun Microsystem公司的創(chuàng)始人之一)正在向生物精煉領域投入億萬美元,并在3月22-24日于美國佛羅里達州奧蘭多召開的“生物技術(shù)和生物工藝世界大會”上發(fā)表主題演講,。這個有1100名代表參加的大會的關鍵詞就是“乙醇”,。據(jù)統(tǒng)計,對生物燃料領域的風險投資已從2004年的不到100萬美元,、2005年的2050萬美元猛增到2006年的8.13億美元,。投入的方向大都是用于分解纖維素的酶制劑技術(shù)。
其他企業(yè)也不甘落后,。著名的大企業(yè),,如Chevron、殼牌石油和道氏化學等公司,,已向生物技術(shù)領域投入巨資,。連一家名不見經(jīng)傳的美國能源公司“Tampa Energy”也準備向預定于2009年投產(chǎn)的纖維素乙醇工廠(在多米尼加共和國)投入5000萬美元的巨資。
中國開始起步
在中國,,以纖維素為原料生產(chǎn)燃料乙醇的項目剛剛開始起步,。
2007年6月9日中國工程院在北京舉辦“中國生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略研討會”,。會上,專家提出,,中國近期目標主要是用薯類(如木薯)生產(chǎn)300萬噸燃料乙醇,。目前中國木薯產(chǎn)量約為1200萬噸,主要產(chǎn)地在廣西(800萬噸),。通過提高產(chǎn)量和利用荒地,,可以把木薯產(chǎn)量增加到5000萬噸。
近中期目標是用甜高粱為主要原料生產(chǎn)500萬噸燃料乙醇,。甜高粱不爭糧不爭地,,耐干旱能力強,而且可以生長在鹽堿地,。由于中國從海南島到黑龍江省都可以種植甜高粱,,所以全國可有2000萬噸的種植潛力,。到2015年以后,,秸稈類纖維素將可能成為燃料乙醇的主要原料,產(chǎn)量可以達到1200萬噸,。(作者系國務院發(fā)展研究中心國際技術(shù)經(jīng)濟研究所研究員)
補白:
進入21世紀以來,,以乙醇為主要產(chǎn)品的“生物精煉廠”(biorefinery)在美國迅速發(fā)展。據(jù)美國能源部部長塞繆爾·博德曼的解釋,,從概念上講,,生物精煉廠同現(xiàn)在的石油精煉廠類似,不同的是它不使用化石燃料為原料,,而是用清潔和可再生的生物質(zhì)生產(chǎn)燃料和化工原料,。
目前,在美國19個州中己有110個“生物精煉廠”投入運行,,另有73個正在建設,。2006年燃料乙醇總產(chǎn)量達到55.33億加侖(每加侖等于3.785升),而2005年美國燃料乙醇產(chǎn)量才39億加侖,。預計2007年美國燃料乙醇的產(chǎn)量將超過70億加侖,。美國能源部的目標是,要在2030年使燃料乙醇的產(chǎn)量達到600億加侖(目前美國每年汽油消費量為1400億加侖),。