生物燃料有曲好唱口难开

不可再生的石油资源终有用尽的一天，替代能源的研究正如火如荼，生物燃料在这时候异军突起，先后经历了第一代、第1.5代、第二代的更迭。外行人看来，生物燃料正处于顺风顺水的快速发展期，但实际上，第二代生物燃料却是“有曲好唱口难开”。

首先，生物燃料的生产成本很高。生物燃料设备生产强度比石油产品强度低两到三个数量级。生物燃料产品产量不大，但设备超大。石油是多联产，而生物燃料的乙醇和丁醇为单一产品，因此折合成单一产品的投资就很大。而且其生产过程产品分离能耗大，废水量大，所需成本自然不低。

退一万步讲，即便是可以解决这个问题，第二代生物燃料生产规模化需要的原料收集、运输、存储成本也是非常巨大的。比如第一家尝试用生物酶进行规模化乙醇生产的贝塔可再生能源公司（Beta Renewables）吉索尔菲指出，一家年产量1400万升生物燃油的工厂每年需要35万吨的生物质原料，而美国炼油厂每天生产25亿升传统石油，如果都折合成生物燃料，其所需的原料是惊人的。获得数量如此巨大的原料难度可想而知，远距离运输、原料储存所耗价值都不菲。

其次，原料来源也成问题。在耕地中种植生物燃料所需的作物会违背“不与民争粮，不与粮争地”的原则，这不仅会带来社会问题，还会使生产出的生物燃料价格水涨船高。目前，第一代生物燃料的研发已经偃旗息鼓，常见的木薯、甜高粱等1.5代生物燃料作物虽然可以在干旱、盐碱地的后备耕地中种植，但日后仍可能面对与粮争地的问题。并且在北方种植的作物收获季节短，随之原料可供给的时间就会短，难以维持产业化正常运转。即便进入第二代生物燃料时代，需求的不断增加势必会导致木材、树叶、麦秸等生物质原料用量大幅增加，难以大规模收集问题也将随之显现。

再次，生产第二代生物燃料存在技术壁垒，目前仍难以突破。目前世界上缺乏成熟的高效秸秆类植物生物质预处理技术，纤维素降解为葡萄糖等可发酵性糖的酶成本过高，高转化率利用戊糖、己糖产乙醇的微生物菌种、木薯燃料乙醇废液的绿色处理等也有待进一步研究开发。目前第二代生物燃料生产中，存在设备生产强度不足，后期分离能耗大、废水量大的问题，根本原因是未研发出合适的技术提高反应发酵的浓度以及生产强度。

生物燃料有着非常广阔的应用前景，对解决环境污染问题和资源循环利用有着相当的优势，是未来发展的方向，但目前的发展现状以及面临的难题，正在让第二代生物燃料处于尴尬境地。突破这些瓶颈，推进生物燃料向下一阶段迈进，需要更多同行们的共同努力。

（发布：杜晓萌）