爱恨新能源:美国生物技术应用进入"第三次浪潮"

　　爱恨新能源

　　文｜张保明

　　进入2007年，美国全国上下动作频频，大力促进纤维素乙醇技术的开发和纤维素乙醇的商业化生产。美国舆论认为，生物技术的应用由此进入了“第三次浪潮”

　　今年2月22日，被伊拉克战争搞得焦头烂额的美国总统布什没有忘记专程参观位于北卡罗来纳州的诺维信（Novozymes）公司生产设施和研发实验室，对该公司创新性的纤维素乙醇转化技术（酶技术）及商业化进程给予特别的鼓励和支持。

　　布什在参观时指出，依靠美国的技术创新和大规模种植燃油替代作物（能源作物）来获得燃料，将加强美国的能源和经济安全。

　　诺维信公司在基于生物技术的工业酶制剂和微生物制剂领域处于世界领先地位，在这两个领域全球市场份额均占40%，其业务是向以玉米为原料的燃料乙醇生产商提供各种酶制剂。近年来，它与美国能源部及国家可再生能源实验室合作开发以玉米秸秆等农林业剩余物为原料生产燃料乙醇的酶技术。

　　留给未来的隐忧

　　目前燃料乙醇的原料主要是玉米，因此，美国生产燃料乙醇消耗的玉米数量已急剧增加，2006年已占玉米总产量的12%。玉米的价格在期货市场上也大幅上扬，芝加哥商品交易所玉米2007年3月远期交货合同价格已达到每蒲式耳4.0675美元（1蒲式耳玉米重量约为25．4公斤），达到1996年7月以来的最高点。美国玉米储备到2007年秋季预计将会减半，即减少11.4亿蒲式耳。

　　但近年来玉米价格的不断攀升使以玉米作为主要饲料的美国畜牧业农户大为不满，他们强烈要求政府拿出对策。高涨的玉米价格也使以玉米为主粮的国家（如墨西哥）出现社会动荡不安。

　　3月29日，古巴领导人卡斯特罗在古巴报纸上发表署名文章，批评美国的乙醇燃料政策。他指出，用农作物提炼乙醇作为燃料的计划将使发展中国家的粮食储备枯竭，因为要制造出350亿加仑的乙醇，需要用掉3.2亿吨玉米。这会使得世界上30多亿人由于饥饿过早死亡。

　　在中国，随着乙醇汽油逐步推广，以陈化粮为原料的燃料乙醇的产量已经从2003年的7万吨一路飙升至2006年的132万吨，成为仅次于巴西和美国的全球第三大燃料乙醇生产国。按每3.3吨玉米产出1吨燃料乙醇折算，2006年需消耗玉米436万吨。玉米库存的骤减使中国市场上玉米价格猛涨，燃料乙醇出现了与民争食的隐患。保障国家粮食安全已成为摆在中国政府面前的一个严峻课题。

　　美国用玉米生产燃料乙醇，巴西用甘蔗生产燃料乙醇。由于气候、土壤、生产效率等条件比较适合，两国的甘蔗和玉米产量都能够满足其燃料乙醇生产的原料需求。

　　但中国并不具备大规模使用甘蔗或者玉米生产燃料乙醇的条件，只能寻找其他原料。另一方面，随着玉米价格飙升，将有更多的农户选择放弃大豆种植，改种玉米。每年生产燃料乙醇需要400万吨玉米，这就将意味着占据470万亩耕地，对应着减少165万吨大豆产量。目前中国国内大豆产量已萎缩至1500万吨，而大豆进口依存度高达67%，上述变化无疑是带来了严重的粮食安全问题。

　　事实上，美国政府已加快开发以农林业残余物（木屑、碎木、麦草、稻草和秸秆等）和特殊的“能源作物”（如柳枝稷）为主要原料的乙醇生产技术，也就是从生产玉米乙醇向生产纤维素乙醇转变的技术。虽然利用生产纤维素乙醇需要更复杂的生物技术和精炼工艺，但应用纤维素乙醇技术意味着能使用几乎所有的植物作为原料，从而避免了粮食危机。

　　生产纤维素乙醇的成本是生产玉米乙醇的1/4到1/5，而且本身具有更多的净能量，其温室效应气体排放也更低。 布什提出，要在六年内将纤维素乙醇发展成为实际可行并具有竞争力的汽车燃料。

　　美国的步伐越来越急

　　进入2007年，美国全国上下动作频频，大力促进纤维素乙醇技术的开发和纤维素乙醇的商业化生产。从总统、内阁和各州政府到投资公司和企业都在看好纤维素乙醇。美国舆论认为，生物技术的应用由此进入了“第三次浪潮”（前两次浪潮分别是生物制药和转基因作物）。

　　今年初，布什政府要求国会在2008财年的政府预算中追加44亿美元用于高科技领域，其中有1.79亿美元将用于研究使用木屑和柳枝稷为原料生产纤维素乙醇（2007年该项预算为9200万美元）。

　　除政府宣布的投资外，工业界也将为6家生物精炼厂的建设投入巨资，两者加起来的总投入将超过12亿美元。这6家生物精炼厂投入运营后，有望每年生产1.3亿加仑的纤维素乙醇。

　　嗅觉灵敏的风险投资家也闻风而动。亿万富翁、著名的风险投资家Vinod Khosla(此人是Sun Microsystem公司的创始人之一)正在向生物精炼领域投入亿万美元，并在3月22-24日于美国佛罗里达州奥兰多召开的“生物技术和生物工艺世界大会”上发表主题演讲。这个有1100名代表参加的大会的关键词就是“乙醇”。据统计，对生物燃料领域的风险投资已从2004年的不到100万美元、2005年的2050万美元猛增到2006年的8.13亿美元。投入的方向大都是用于分解纤维素的酶制剂技术。

　　其他企业也不甘落后。著名的大企业，如Chevron、壳牌石油和道氏化学等公司，已向生物技术领域投入巨资。连一家名不见经传的美国能源公司“Tampa Energy”也准备向预定于2009年投产的纤维素乙醇工厂（在多米尼加共和国）投入5000万美元的巨资。

　　中国开始起步

　　在中国，以纤维素为原料生产燃料乙醇的项目刚刚开始起步。

　　2007年6月9日中国工程院在北京举办“中国生物燃料乙醇产业化发展战略研讨会”。会上，专家提出，中国近期目标主要是用薯类（如木薯）生产300万吨燃料乙醇。目前中国木薯产量约为1200万吨，主要产地在广西（800万吨）。通过提高产量和利用荒地，可以把木薯产量增加到5000万吨。

　　近中期目标是用甜高粱为主要原料生产500万吨燃料乙醇。甜高粱不争粮不争地，耐干旱能力强，而且可以生长在盐碱地。由于中国从海南岛到黑龙江省都可以种植甜高粱，所以全国可有2000万吨的种植潜力。到2015年以后，秸秆类纤维素将可能成为燃料乙醇的主要原料，产量可以达到1200万吨。（作者系国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究员）

　　补白：

　　进入21世纪以来，以乙醇为主要产品的“生物精炼厂”（biorefinery）在美国迅速发展。据美国能源部部长塞缪尔·博德曼的解释，从概念上讲，生物精炼厂同现在的石油精炼厂类似，不同的是它不使用化石燃料为原料，而是用清洁和可再生的生物质生产燃料和化工原料。

　　目前，在美国19个州中己有110个“生物精炼厂”投入运行，另有73个正在建设。2006年燃料乙醇总产量达到55.33亿加仑（每加仑等于3.785升），而2005年美国燃料乙醇产量才39亿加仑。预计2007年美国燃料乙醇的产量将超过70亿加仑。美国能源部的目标是，要在2030年使燃料乙醇的产量达到600亿加仑（目前美国每年汽油消费量为1400亿加仑）。