進(jìn)入2007年,,美國(guó)全國(guó)上下動(dòng)作頻頻,,大力促進(jìn)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(guó)輿論認(rèn)為,,生物技術(shù)的應(yīng)用由此進(jìn)入了“第三次浪潮”
今年2月22日,被伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)搞得焦頭爛額的美國(guó)總統(tǒng)布什沒有忘記專程參觀位于北卡羅來(lái)納州的諾維信(Novozymes)公司生產(chǎn)設(shè)施和研發(fā)實(shí)驗(yàn)室,,對(duì)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(jìn)程給予特別的鼓勵(lì)和支持,。
布什在參觀時(shí)指出,依靠美國(guó)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(lái)獲得燃料,,將加強(qiáng)美國(guó)的能源和經(jīng)濟(jì)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(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位,在這兩個(gè)領(lǐng)域全球市場(chǎng)份額均占40%,,其業(yè)務(wù)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(lái),它與美國(guó)能源部及國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)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(lái)的隱憂
目前燃料乙醇的原料主要是玉米,,因此,美國(guó)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(jià)格在期貨市場(chǎng)上也大幅上揚(yáng),,芝加哥商品交易所玉米2007年3月遠(yuǎn)期交貨合同價(jià)格已達(dá)到每蒲式耳4.0675美元(1蒲式耳玉米重量約為25.4公斤),達(dá)到1996年7月以來(lái)的最高點(diǎn),。美國(guó)玉米儲(chǔ)備到2007年秋季預(yù)計(jì)將會(huì)減半,,即減少11.4億蒲式耳。
但近年來(lái)玉米價(jià)格的不斷攀升使以玉米作為主要飼料的美國(guó)畜牧業(yè)農(nóng)戶大為不滿,,他們強(qiáng)烈要求政府拿出對(duì)策,。高漲的玉米價(jià)格也使以玉米為主糧的國(guó)家(如墨西哥)出現(xiàn)社會(huì)動(dòng)蕩不安。
3月29日,,古巴領(lǐng)導(dǎo)人卡斯特羅在古巴報(bào)紙上發(fā)表署名文章,,批評(píng)美國(guó)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(jì)劃將使發(fā)展中國(guó)家的糧食儲(chǔ)備枯竭,,因?yàn)橐圃斐?50億加侖的乙醇,需要用掉3.2億噸玉米,。這會(huì)使得世界上30多億人由于饑餓過(guò)早死亡,。
在中國(guó),,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(wàn)噸一路飆升至2006年的132萬(wàn)噸,成為僅次于巴西和美國(guó)的全球第三大燃料乙醇生產(chǎn)國(guó),。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(wàn)噸。玉米庫(kù)存的驟減使中國(guó)市場(chǎng)上玉米價(jià)格猛漲,,燃料乙醇出現(xiàn)了與民爭(zhēng)食的隱患,。保障國(guó)家糧食安全已成為擺在中國(guó)政府面前的一個(gè)嚴(yán)峻課題。
美國(guó)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(guó)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(guó)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(jià)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(wàn)噸玉米,,這就將意味著占據(jù)470萬(wàn)畝耕地,,對(duì)應(yīng)著減少165萬(wàn)噸大豆產(chǎn)量,。目前中國(guó)國(guó)內(nèi)大豆產(chǎn)量已萎縮至1500萬(wàn)噸,而大豆進(jìn)口依存度高達(dá)67%,,上述變化無(wú)疑是帶來(lái)了嚴(yán)重的糧食安全問(wèn)題,。
事實(shí)上,美國(guó)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(fù)雜的生物技術(shù)和精煉工藝,但應(yīng)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(jī),。
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(yīng)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(shí)際可行并具有競(jìng)爭(zhēng)力的汽車燃料,。
美國(guó)的步伐越來(lái)越急
進(jìn)入2007年,,美國(guó)全國(guó)上下動(dòng)作頻頻,大力促進(jìn)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(guó)輿論認(rèn)為,,生物技術(shù)的應(yīng)用由此進(jìn)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(guó)會(huì)在2008財(cái)年的政府預(yù)算中追加44億美元用于高科技領(lǐng)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(xiàng)預(yù)算為9200萬(wàn)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(shè)投入巨資,,兩者加起來(lái)的總投入將超過(guò)12億美元,。這6家生物精煉廠投入運(yùn)營(yíng)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(fēng)險(xiǎn)投資家也聞風(fēng)而動(dòng),。億萬(wàn)富翁、著名的風(fēng)險(xiǎn)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(lǐng)域投入億萬(wàn)美元,,并在3月22-24日于美國(guó)佛羅里達(dá)州奧蘭多召開的“生物技術(shù)和生物工藝世界大會(huì)”上發(fā)表主題演講,。這個(gè)有1100名代表參加的大會(huì)的關(guān)鍵詞就是“乙醇”。據(jù)統(tǒng)計(jì),對(duì)生物燃料領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)投資已從2004年的不到100萬(wàn)美元,、2005年的2050萬(wàn)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(xué)等公司,,已向生物技術(shù)領(lǐng)域投入巨資,。連一家名不見經(jīng)傳的美國(guó)能源公司“Tampa Energy”也準(zhǔn)備向預(yù)定于2009年投產(chǎn)的纖維素乙醇工廠(在多米尼加共和國(guó))投入5000萬(wàn)美元的巨資。
中國(guó)開始起步
在中國(guó),,以纖維素為原料生產(chǎn)燃料乙醇的項(xiàng)目剛剛開始起步,。
2007年6月9日中國(guó)工程院在北京舉辦“中國(guó)生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)”。會(huì)上,,專家提出,,中國(guó)近期目標(biāo)主要是用薯類(如木薯)生產(chǎn)300萬(wàn)噸燃料乙醇。目前中國(guó)木薯產(chǎn)量約為1200萬(wàn)噸,,主要產(chǎn)地在廣西(800萬(wàn)噸),。通過(guò)提高產(chǎn)量和利用荒地,可以把木薯產(chǎn)量增加到5000萬(wàn)噸,。
近中期目標(biāo)是用甜高粱為主要原料生產(chǎn)500萬(wàn)噸燃料乙醇,。甜高粱不爭(zhēng)糧不爭(zhēng)地,耐干旱能力強(qiáng),,而且可以生長(zhǎng)在鹽堿地,。由于中國(guó)從海南島到黑龍江省都可以種植甜高粱,所以全國(guó)可有2000萬(wàn)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(dá)到1200萬(wàn)噸,。(作者系國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心國(guó)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所研究員)
補(bǔ)白:
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),以乙醇為主要產(chǎn)品的“生物精煉廠”(biorefinery)在美國(guó)迅速發(fā)展,。據(jù)美國(guó)能源部部長(zhǎng)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(guó)19個(gè)州中己有110個(gè)“生物精煉廠”投入運(yùn)行,,另有73個(gè)正在建設(shè)。2006年燃料乙醇總產(chǎn)量達(dá)到55.33億加侖(每加侖等于3.785升),而2005年美國(guó)燃料乙醇產(chǎn)量才39億加侖,。預(yù)計(jì)2007年美國(guó)燃料乙醇的產(chǎn)量將超過(guò)70億加侖,。美國(guó)能源部的目標(biāo)是,要在2030年使燃料乙醇的產(chǎn)量達(dá)到600億加侖(目前美國(guó)每年汽油消費(fèi)量為1400億加侖),。