生物能源或将进入“藻时代”

　　一个新的现象是：集聚在各种能源论坛的全球各大石油公司的代表，对各国政府加速开发以藻类为代表的第三代生物能源，非但不反对、不反感，反而怀有极大的兴趣。他们不放过每一个出席有关下一代生物能源的研讨会的机会，他们在会上提出的问题比记者提出的还要多，他们所代表的世界著名石油公司、大多支持甚至投资参与藻类能源的研发项目。

　　如果说石油是“黑色金子”，那么水藻则是“绿色钻石”。海藻油的出现，着实让一直不温不火的生物能源产业又火了一把。

　　从纤维素到海藻

　　海藻、芒草、玉米、木薯、秸秆、柳枝，还有各式各样稀奇古怪的植物，在生物学家眼中，几乎和“黑金”石油、煤炭没有区别，甚至是更优的能源。

　　最早进入人类视野的是以玉米、甘蔗、大豆等农作物为代表的第一代生物能源。虽然技术成熟，在税收和财政的补贴下，成本只比传统石油略高，商业化也初具规模，但其“与粮争地”、“饿死穷人”、“喂饱汽车”的担心让各国政府望而却步。天生的缺陷让它无法成为理想的生物能源。

　　中国以自己优势的非粮能源作物甜高粱、薯类和菊芋等为原料生产乙醇燃料，被称为1.5代生物燃料。这种非粮乙醇能避免粮食消耗，但目前其产业化程度还不高，原料成本是制约因素。

　　近几年，以麻风树为代表的木本油料作物作为第二代生物柴油开始引起关注。我国政府在西南地区已经开始大规模布局建设能源林。但其制备的成品生物柴油也面临成本居高不下而难以与石油竞争的局面。

　　不久前，纤维素进入了人类的视野，科学家既可以利用现有的、被废弃的纤维素资源，比如秸秆、林业废弃物等，也可以规模化种植可收获纤维素的能源植物，如芒草、柳枝等，但现实的困境依旧成本还是太高。

　　二代生物能源受困于成本，还没有进入产业化阶段，全球范围内又掀起了第三代生物能源藻类的开发热潮。

　　商业化有多远?

　　就在达沃斯论坛聚焦新能源议题时，美国海军已经悄然用上了从转基因海藻中提取的油料。

　　据《卫报》报道，不久前，美国海军在一艘退役的驱逐舰上测试了2万加仑海藻油，并在全球最大的船运公司马士基旗下一艘9.8万吨货柜船上测试了由美国海军提供的30吨海藻油，用以替代低级的船用重油以及柴油燃料。两次测试中，海藻油占7%~100%。

　　《卫报》称，作为其“绿色舰队”项目的一部分，美国海军计划在更多的舰船上进行海藻油测试，并打算在2020年之前将传统油料的消耗量减少50%。

　　听上去不错的海藻油来自地球上最古老的生命形式之一海藻。

　　海藻的生长不占用土地和淡水这两大资源，只要有阳光和海水就能生长，甚至在废水和污水中也能生长。生长速度以天计，从生长到产油只需要两周左右，而多数能源作物需要几个月。它的产油量也非常可观，一亩大豆一年下来约产油300公斤，而一亩海藻至少能产油2~3吨。

　　不过，要想进入后石油时代，让藻类制取的生物燃料成为畅销产品，目前依旧需要解决许多问题。

　　首先是藻类品种的选择。藻类有数千种，选到正确的种类是至关重要的。其次，藻类生长的速度极快，必须控制好种植的数量，如果太多，阳光就会不够，造成大批死亡，而如果太少则达不到所需要的数量。即使成功收获了水藻，还面临着如何把油提取出来的难题。

　　去年，埃森克美孚公司宣布将投入3亿美元用于生物燃料研发，这可能是迄今为止对生物燃料的最大一笔投入。该公司称，如果一切进展顺利，可能会再追加3亿美元投资。这个大馅饼砸中的正是藻类燃料。

　　埃森克美孚看中的是美国合成基因公司美国颇具传奇色彩的生物学家和创业家克雷格·文特(J.CraigVenter)一手创立。很多公司正通过分解富含油的水藻细胞获得油时，文特尔另辟蹊径，成功设计出一条从另一种生物体通往实验水藻内部的分泌途径。现在，这些水藻可以释放出漂浮在培养容器表面的藻类油。

　　文特尔认为，即便使用目前已有的技术，每英亩海藻能够制造出的燃料已是每英亩玉米能够制造出的燃料的10倍多。而目前所有藻类燃料公司面临的最大挑战都是成本。如何在单位面积内以低廉成本获得尽可能多的藻类，降低成本，这是未来藻类燃料公司急需解决的问题。

　　中国的选择

　　“第三代生物燃料是非常美好的愿景，至少为生物能源的未来开拓了新的思路和前景。”石元春院士告诉《中国科学报》，“第三代生物燃料，美国做得很好，中国也不错。”

　　石元春一直被视为生物质能源的坚定支持派。在他看来，相对于走在前面的美国，中国并没有落下太多。

　　“第三代生物燃料现阶段仅仅处于实验室阶段，个别实现了小试，连中试都很困难，何况其成本相对一二代生物燃料还要更高。”石元春希望告诫许多激情难抑的科学家，“任何产品，从实验室到工厂还有一段很长的过程不要把技术的理想和愿景与大规模的商业化生产搅在一起。”

　　第三代生物能源要进入商业化生产，将比二代还要遥远。据中国石油大学新能源研究中心傅鹏程教授估计，藻类生物柴油的生产成本几乎是石油的10倍，想要替代化石能源，恐怕还要10年之久。

　　从第一代到第三代，成本、能源消耗、燃料转化率等因素决定未来的生物燃料要打组合拳。

　　石元春认为，生物燃料产业的困惑在于，现在人们普遍认为第一代是不可行的，但其实中国每年还有100多万吨的余粮，“食之无味、弃之可惜”，可以考虑应用;第二代大家都很关注，确实取得不少进展，中石油、中粮等大型国企已经实现了几千吨甚至万吨的小规模生产，其成本比一代产品高20%~30%。“但放在中国具体国情之下，现阶段最有希望实现规模化与产业化的是1.5代。”

　　在石元春看来，被日益边缘化的1.5代非粮乙醇，才应该是中国现阶段的现实选择。

　　“从技术、成本到边际性土地，问题都不大。”石元春说，“对1.5代尽管大家争论很多，但在我看来，今后10年，1.5代应该成为中国主导性生物燃料。”