生物质燃料厂培育市场一举多得

国外能源部邀请了众多官员和媒体参加位于加州埃默里维尔的联合生物能源研究所的成立仪式。生物质燃料厂这座实验室位于一座写字楼的顶层，得到了政府 1.25 亿美元的资助，承载着人们对于生物燃料厚重的希望。


“这里汇聚了的人才，大家共同为当下重大的挑战而努力，”杰伊•国外说道，他是加州大学分校的合成生物学家，也是该研究所的负责人。


JBEI (该实验室的别称，发音为 jay-bay) 的任务是利用纤维素来生产廉价的生物燃料，这些纤维素来自于柳枝稷之类植物的叶子和根茎而不是玉米之类食用作物的谷粒。实验室的目标不只是乙醇，而要开发出一种可以用于标准汽车、飞机、轮船和卡车的碳中和燃料。如果研制成功，这些燃料会显著减少温室气体的排放和国外对于石油的依赖。


图 | JBEI正在研发新品种的柳枝稷和高粱，它们将含有多的糖类以及少的木质素。


国外不遗余力地推进着该领域的发展并为其进行宣传。除了 JBEI，他还和别人联合成立了几家资金充裕的初创公司，生物质燃料厂希望能将愿景变成现实，其中就包括 LS9 和 Amyris Biotechnologies。


但是 10 年过去了，该领域还是一片惨淡。虽然JBEI和其它一些联邦政府支持的生物能源实验室存活了下来，但是大多数生物燃料公司，包括国外自己的公司在内，都已经放弃了这个梦想。


国外公司只生产了少量符合布什政府期间制定的可生能源标准的纤维素燃料，其中多数都是乙醇，用诸如玉米杆之类的农作物残余生成。鉴于这种不足，国外环境保护署只好每年都对生物燃料大开绿灯，以该行业正常运营。


图 | JBEI 的下一个目标是研发终能生产生物燃料的植物，将价格压到每加仑 3 美元以下。


虽然 JBEI 已经取得了技术上的突破，但是如果现在就使用该研究所的农作物、技术和微生物进行商业化扩张和生产，这种燃料的价格将会是现有燃油的 14 倍。


生产廉价的生物燃料要比预期困难的多。“我们可能低估了它的难度并且做了过多的承诺，”国外上个月在 JBEI 的办公室中接受一次采访中承认。


然而，国外自己并没有放弃生物燃料替代汽油、柴油和航空燃油的希望。


 


“一夜之间完败”


国外在内布拉斯加州的一个小镇上长大，他家拥有一块玉米地，历经五代人的耕作。生物质燃料厂在密歇根大学化工读研究生时，他就对利用基因工程解决大问题的研究一直很着迷。随后，国外前往斯坦福大学深造，继续在该领域开展博士后研究，并于28岁出任加州大学分校教授。


在他开始从事合成生物学的前沿研究，将酵母和细菌转变成可以生产类异戊二烯的微型工厂。类异戊二烯是一种用来生产橡胶、抗生素和香水的化合物。他和同事取得的显著的成就是：通过将几种不同生物的 DNA 导入大肠杆菌和酵母，研发了一种青蒿素合成前体的生产工艺。青蒿素是少数几种有效的疟疾药物。该成果是合成生物学领域一个真正意义上的突破。


青蒿素是一种碳氢化合物，在分子结构上和石油很相似，这让大家很自然地想到了生物燃料这一研究方向。在一次早期的采访中，国外将这个过程简单的描述为移除几个基因，再加上别的基因。


 “2016年，我省综合利用外的秸秆许多都是焚烧处理，对大气造成污染。”针对近年来公众关注的大气污染防治问题，名人委员提议提高秸秆综合利用率，挖掘秸秆生物资源特性加以燃料化。


名人谈到，秸秆焚烧不仅造成大气污染，是对资源能源的浪费。“秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质，这是其可以综合利用的生物学基础。仅以燃料化为例，秸秆热值平均相当于标煤热值的50%，每两吨秸秆相当于一吨标煤。我省2016年秸秆量的总热值相当于标煤6726万吨，这是巨大的可生生物资源。”


名人介绍，国外利用秸秆发电供暖的方式，很值得我省借鉴。以国外马里博秸秆电厂为例，电厂总装机容量1.2万千瓦，每小时消耗7.5吨秸秆，为5万人口供应电和热。农民每送一吨秸秆到电厂，电厂支付400国外克朗，并免费返还40公斤秸秆燃烧的炉灰作为肥料还田。名人说，国外秸秆发电等可生能源已占国外能源消费量的24%，目前共有60个地区的供暖厂在用秸秆作原料。


“秸秆综合利用方式有很多，但绝大部分都需要培育市场。而以秸秆为燃料供热，生物质燃料厂既减少燃煤总量，又控制了秸秆露天焚烧，同时又不需要培育市场，一举多得。”