近幾年來(lái),，隨著全球石油價(jià)格的不斷攀升,，發(fā)展以農(nóng)業(yè)產(chǎn)品和副產(chǎn)品為原料的生物能源更成為一個(gè)全球性的熱門(mén)話題,。如何有效地開(kāi)發(fā)出生物能源,，一直是擺在各國(guó)政府面前的一件大事,。
僅以美國(guó)為例,。在美國(guó)政府各項(xiàng)優(yōu)惠政策的鼓勵(lì)下,，乙醇產(chǎn)業(yè)的投資快速增長(zhǎng)。目前,，在經(jīng)過(guò)了將糧食轉(zhuǎn)化為乙醇的熱潮之后,，美國(guó)農(nóng)業(yè)部和能源部的研發(fā)機(jī)構(gòu)正積極開(kāi)發(fā)將富含纖維素的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙醇的生產(chǎn)技術(shù)。事實(shí)上,，那些林業(yè)和農(nóng)業(yè)中的廢棄物,，包括玉米秸稈、麥秸,、稻草,、樹(shù)枝等，已經(jīng)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)廢物的再利用,，纖維素乙醇技術(shù)的開(kāi)發(fā)和纖維素乙醇的商業(yè)化生產(chǎn)正漸成氣候和規(guī)模,。從總統(tǒng)、內(nèi)閣和各州政府到投資公司和企業(yè)似乎都在看好纖維素乙醇,。人們不禁要問(wèn)：“纖維素乙醇,，會(huì)成為未來(lái)的能源嗎？”
纖維素精煉廠方興未艾
在喬治亞州郊區(qū)的松林里,，該州森林委員會(huì)的項(xiàng)目經(jīng)理德文•達(dá)特奈爾似乎找到了一條燃料經(jīng)濟(jì)的新道路,。因?yàn)橄聜€(gè)月，這里就將誕生一座能夠?qū)⑸謴U料轉(zhuǎn)化為汽車燃料———乙醇的加工廠,。蘭治燃料加工廠承擔(dān)著一個(gè)重要的測(cè)試任務(wù),，就是看木材和農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品能否成為經(jīng)濟(jì)可行的生產(chǎn)乙醇制品的原料。
根據(jù)最新出版的《生物燃料生物制品生物提煉》期刊報(bào)道,，蘭治的第一個(gè)工廠完工后,，將每年生產(chǎn)2000萬(wàn)加侖的乙醇。它的目標(biāo)是將年生產(chǎn)能力擴(kuò)展到一億加侖。達(dá)特奈爾估計(jì),，這個(gè)州有足夠的木材剩余物,，每年可生產(chǎn)20億加侖乙醇。
目前,，在美國(guó)19個(gè)州中已有110個(gè)類似的“生物精煉廠”投入運(yùn)行,，另有73個(gè)正在建設(shè)中。其中,，許多州的纖維素精煉廠都可以享受免費(fèi)使用土地和稅費(fèi)減免等優(yōu)惠政策,，表現(xiàn)出更強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。美國(guó)農(nóng)業(yè)部和能源部的報(bào)告認(rèn)為,，美國(guó)每年可提供13億噸干物質(zhì)原材料,，用它生產(chǎn)出的乙醇等生物燃料可滿足美國(guó)運(yùn)輸燃料需求的1/3。
纖維素與谷類孰優(yōu)孰劣
但是,，提煉生物燃料目前還面臨很多意想不到的困難,，包括長(zhǎng)期存在的技術(shù)障礙和環(huán)境問(wèn)題。要對(duì)生物燃料的利害權(quán)衡并得到清晰的答案,，是很棘手的,。
目前燃料乙醇的原料主要是玉米，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)。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)了社會(huì)動(dòng)蕩不安。
以玉米為原材料生產(chǎn)乙醇目前受到政府的政策支持和投資資本支持,。相比之下,，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)。
纖維素乙醇的支持者說(shuō),，從森林或農(nóng)業(yè)廢料中提煉乙醇并不像玉米那樣需要較多的水和勞動(dòng)力,。對(duì)于蘭治燃料加工廠而言，只需伐木工人將木材,、樹(shù)木拖到統(tǒng)一的地點(diǎn),，然后將樹(shù)尖和樹(shù)枝切下，為蘭治燃料廠的多步驟的熱化學(xué)處理程序提供原料,。
樹(shù)枝被放入一個(gè)巨大的儲(chǔ)存罐中,，那里有巨大的熱能和壓力使得混合物轉(zhuǎn)化為氣體。氣體被處理后，通過(guò)化學(xué)催化劑,，將氣體轉(zhuǎn)化為酒精,。最后，乙醇?xì)怏w轉(zhuǎn)化為燃料并以液態(tài)保存,。許多公司正在探索生產(chǎn)纖維素乙醇的不同的路線和方法,。洛根公司是幾個(gè)采用酶處理程序的公司之一，已經(jīng)在美國(guó)國(guó)內(nèi)和加拿大的渥太華建立了示范廠,。他們用一種特別制造的酶,，可以有效地將玉米梗、麥秸等作物廢料轉(zhuǎn)化為乙醇,，其他的木材廢渣,，甚至遭受過(guò)自然災(zāi)害和火災(zāi)的木頭，也可以被利用,。
從木材和草類提煉生物油最大的障礙是較高的投資成本,。但是美國(guó)愛(ài)德華州立大學(xué)最新的研究認(rèn)為，由于非糧作物的價(jià)格低廉,，而玉米價(jià)格持續(xù)上漲,，纖維素乙醇的生產(chǎn)成本只有生產(chǎn)玉米乙醇的1/4到1/5，所以最后成品油的成本差別并不很大,。
環(huán)保主義為之鼓掌
采用纖維素生產(chǎn)乙醇,，對(duì)環(huán)保究竟是利大于弊還是弊大于利？
環(huán)保主義者正密切注意這一變化,，他們認(rèn)為,，從農(nóng)業(yè)和森林廢棄物中的纖維素生產(chǎn)乙醇，要比從玉米中生產(chǎn)乙醇產(chǎn)生較少的溫室氣體,。在全球氣溫日益變暖的今天,，其意義不同反響。美國(guó)自然資源保護(hù)委員會(huì)的研究顯示,，平均來(lái)說(shuō),，同生產(chǎn)每加侖汽油相比，用玉米生產(chǎn)乙醇可減少18%%的溫室氣體排放,。而根據(jù)原材料的不同,，用其他纖維素材料生產(chǎn)乙醇則將減少50%%至75%%的溫室氣體排放。所以,，用纖維素生產(chǎn)乙醇更符合美國(guó)自然保護(hù)委員會(huì)倡導(dǎo)的低碳生物油政策,。
達(dá)特奈爾認(rèn)為，即將投入使用的蘭治加工廠將更有助于實(shí)現(xiàn)環(huán)保,。在森林周圍建設(shè)一個(gè)燃料廠,，就不必?fù)?dān)心森林會(huì)遭到過(guò)度砍伐,。事實(shí)上，這個(gè)州植樹(shù)的速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于砍伐速度,。而且,，將樹(shù)木的殘余物派上用場(chǎng)，將會(huì)使林場(chǎng)主們有更大的興趣管理林場(chǎng),，并使其可持續(xù)化,。
美國(guó)總統(tǒng)布什曾提出，要在6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,。無(wú)疑,，如何進(jìn)一步提高植物纖維素的轉(zhuǎn)化率，降低生產(chǎn)成本,，開(kāi)發(fā)更具商業(yè)化的生產(chǎn)工藝,，突破在纖維素能源產(chǎn)業(yè)化道路上經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的雙重障礙，都是各階層人士思考的問(wèn)題,。
由此可見(jiàn),，纖維素乙醇要真正成為未來(lái)有效的新能源還任重而道遠(yuǎn)。
