僅僅運行半年多，全球首個生物燃料航班就因燃料不足而被迫停飛。前不久，該航班所屬的德國漢莎航空公司負責人透露：“只有找到能保障公司正常運營的充足可靠的生物燃料來源，漢莎才會繼續進行試飛工作。”

近日，由于非糧原料難以為繼，以糧食為原料又會引來眾多爭議，生物燃料的量產之路可謂步履維艱。

對此，清華大學核研究院新能源研究所副所長李十中指出，一個新興產業的形成需要科學的發展線路圖，主觀愿望不能代替科學規律。生物燃料產業化發展還應根據本國的技術和經濟可行性來確定。

“與人爭糧”的第一代生物燃料

在眾多新能源中，生物燃料一直存在爭議，而幾乎所有的質疑和指責都是沖著第一代生物燃料而來。

第一代生物燃料主要是指糖、淀粉、植物油生產的燃料乙醇和生物柴油，原料主要來自玉米、小麥、大豆、油菜等重要農作物。

“由于第一代生物燃料存在‘與人爭糧’的弊端，有爭議也是無法避免的。”中石化集團石油化工科學研究院燃料油產品及添加劑研究室主任張永光告訴《中國科學報》記者：“特別是在美國，反對的聲音更為強烈。”

美國是世界玉米生產和出口大國，年產玉米約3億噸，其中25%以上用于制造燃料乙醇，由于大量的糧食被轉變為燃料，反對者甚至驚呼：“灌滿一個25加侖油桶的乙醇，需要用去的糧食可供一個人吃一年。”

與此同時，英國《衛報》也曾發文稱，用糧食生產燃料乙醇已經在一些地方造成了饑荒，例如非洲國家斯威士蘭，40%的人口面臨著食物嚴重短缺的問題，這與該國政府決定用主要農作物木薯制成燃料乙醇有直接關系。

正因如此，早在2008年聯合國糧農組織就發出警告：急于開發和使用燃料乙醇，世界將經歷“前所未有”的糧食危機。

而按照我國國情，也不適宜擴大糧食燃料乙醇的建設規模。

據張永光介紹，我國目前燃料乙醇的生產能力達194萬噸/年，其中80%的原料為玉米和小麥。由于我國人多地少，大規模發展燃料乙醇并不符合國情，而且基礎原料價格高也會導致生物燃料的生產成本升高。

在張永光看來，生物燃料如果想要具備可持續性，就必須朝著不與人爭糧的方向發展。

“現在，國內外都將目標轉向第二、三代生物燃料，也就是用纖維素類農林廢棄物、木本油料、藻類等非糧原料來生產。”張永光說。

非糧原料難以為繼

然而擺在眼前的現實是，由于非糧原料分布散、收集采購難度大，原料的循環供應成為制約新一代生物燃料發展的瓶頸。

纖維素乙醇是第二代生物燃料的典型代表，它主要以秸稈、枯草等農林廢棄物為原料，具有原料資源豐富、再生周期短、不會引發糧食安全問題等眾多優點。

可是，纖維素乙醇的高能耗也加重了企業的負擔。

一方面，秸稈等纖維素原料密度小、體積大、分布散，這使得原料的收購半徑不宜超過50千米，否則運輸消耗的能源就會接近產出；另一方面，該原料還存在季節性強、易變質、不易儲存的問題。受制于此，企業在原材料供給上難度加大。

另外，張永光覺得，如果擴展到工業生產，大規模地將纖維素轉化為糖，然后將糖發酵轉化為乙醇，這其中纖維素酶的造價就要占據1/3，就我國目前的發酵技術水平而言，成本可謂“相當昂貴”。

而對于生物柴油來說，由于我國植物油資源有限，目前基本以“地溝油”為原料。可是，由于“地溝油”收集困難，難以滿足產能的要求，因此也不符合大規模生產的條件。

對此，張永光覺得，大規模開發麻瘋樹、油桐等含油類林木是個不錯的選擇。

但值得注意的是，我國這些含油林木資源很不集中，從育種、產收直到初級品的加工，都還沒有形成一定的循環鏈條。而如果要大面積集中種植這類植物，又不得不涉及到“與糧爭地”的問題。

面對如此窘境，李十中建議，首先通過生物技術來提高植物的抗逆性，然后利用鹽堿、沙荒等邊際土地和退化農田來種植，在不占用現有耕地和不影響糧食產量的前提下，為我國生物燃料產業提供原料。

據農業部的專項調查報告中顯示，全國可用于發展液體生物燃料的宜能荒地有2680萬公頃，其中有1.96億畝荒地都適宜種植能源作物。

大規模生產還需時日

雖然受原料制約嚴重，但業內專家仍對生物燃料的前景表示樂觀。

“從長遠眼光來看，非糧生物燃料很有前途，但是大規模商業應用還需要經歷漫長的發展過程。”張永光說，以生物柴油為例，規模化發展還需要經歷三個階段。

第一個階段是以廢氣餐飲油為原料，大概需要3~5年才能步入規模產業化；第二個階段是以含油林木為原料，近幾年在初具雛形的基礎上發展林木種植和培育，5~10年之后，預計就會形成一定規模的供應量；第三階段是開發藻類能源，但由于藻類對環境的要求比較苛刻，受氣溫、壓力、CO2供給、太陽照射等因素影響較大，所以形成工業化生產規模至少還需要15~20年的時間。

“目前藻類生物燃料的成本在200美元/桶以上，這顯然還不具備商業化生產的經濟性。”李十中強調的是，任何一個新興產業的形成需要科學的發展線路圖，生物燃料也不例外。

“主觀愿望不能代替科學規律。因此，生物燃料產業化發展還應根據本國的技術和經濟可行性來確定。”李十中指出。

《交通用生物燃料技術路線圖》中文版在京發布

本報訊 《交通用生物燃料技術路線圖》（以下簡稱路線圖）中文版日前在京發布。這是國際能源署（IEA）一系列全球能源技術路線圖之一。

按照該路線圖的規劃，到2050年，生物燃料可以替代5500萬噸到7500萬噸石油，同時不會對環境及糧食安全帶來重大負面影響，也就是說生物燃料在運輸燃料中的比例可以由目前的2%上升到2050年的27%。

國際能源署可持續發展部軻銘在詳解路線圖時表示，這一路線圖在中國實施面臨的挑戰與其在國際上實施所面臨的一樣，有幾個關口要過。首先是原料供應問題，雖然中國是糧食生產大國，但不能保證在發展生物燃料的過程中能夠收集到足夠原料。其次，生物燃料應用于交通領域時可能會遭遇技術壁壘。最后是基礎設施配套問題。但他同時指出，如果政府能夠給予政策支持，行業也能積極推動，路線圖在中國順利實施指日可待。

路線圖中并沒回避開發這類技術可能遇到的挑戰。報告認為目前的幾種先進生物燃料技術主要還處于中試和示范的階段，還需要繼續投資形成商業化生產才能真正實現成熟和市場化。它以藻類用作生物燃料原料為例對此加以說明。目前種植藻類再從中提取油料還比較昂貴，成本大概在5.75美元/升，這還不包括轉化成生物燃料的成本。藻株優化、降低成本、擴大生產等是藻類生物燃料開發和商業化運作的重要挑戰，需要在基礎研發工作上投入更多。

軻銘強調，實現本路線圖，需要政府的大力支持，需要持續、有效、靈活的激勵機制。