1988年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主HartmutMichel教授

生物燃料常常被描述為零二氧化碳排放、用來對抗全球變暖的理想武器，被吹捧為是減少全球?qū)剂弦蕾嚨慕鉀Q方案。根據(jù)國際可持續(xù)發(fā)展研究所(International Institute for Sustainable Development)的報(bào)告，全球各國政府紛紛出臺對發(fā)展生物燃料的支持政策，向生物燃料的生產(chǎn)與消費(fèi)中投入了超過200億美元的津貼。

各國政府對生物燃料滿懷希望與熱情，但是，利用可耕種土地或糧食作物來生產(chǎn)生物燃料引發(fā)了生物燃料“與人爭糧”的爭論。像玉米、甘蔗、植物油等此類商品不僅可以作為常規(guī)的食物來源，也可以用作生物燃料的生產(chǎn)。在美國、歐盟以及巴西等政府的政策中，這些作物被用作生物燃料的生產(chǎn)，從而導(dǎo)致了糧食供應(yīng)的短缺。

HartmutMichel教授由于在某些特定細(xì)菌的細(xì)胞膜中發(fā)現(xiàn)了光合反應(yīng)中心的3D結(jié)構(gòu)而獲得1988年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。他現(xiàn)在是德國馬克斯普朗克生物物理研究所(MaxPlanckInstituteforBiophysics)的主任。此前，他曾經(jīng)在一篇評論文章中發(fā)表了他對生物燃料的觀點(diǎn)，最近，在新加坡的新加坡科技研究局(A*STAR)分享了他的想法。

光合作用的局限

作為全球頂尖的膜蛋白化學(xué)家，Michel教授對光合作用的效率有深刻的理解。他表示，首先從植物將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫眯问?即NADPH)的方式來看，植物的光和色素只能最多吸收47%的太陽光，而綠光、紫外光和紅外光都不可利用。更重要的是，計(jì)算顯示，大約只有12%的太陽能可被植物轉(zhuǎn)換并儲存起來。

從每公頃土地的生物燃料產(chǎn)量來看，Michel教授表示，在德國，僅有0.3%的太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)檎託猓渌锶剂先缟锊裼秃蜕镆舜旱漠a(chǎn)量則更低。此外，這些產(chǎn)出中超過50%的價(jià)值相當(dāng)于在肥料、耕作、運(yùn)輸以及生物質(zhì)轉(zhuǎn)化等方面的投入。在中歐，每平方米可耕作土地的價(jià)值相當(dāng)于150w。

“生物燃料的生產(chǎn)與利用也不是零二氧化碳排放的，”Michel教授說，并且種植用于生物燃料生產(chǎn)的植物是對土地利用度的極大浪費(fèi)。

“這將是更好的種植楊樹的土地用于生產(chǎn)生物燃料，并轉(zhuǎn)換成熱液炭化生物質(zhì)煤，”他說。這樣一個(gè)過程涉及在水中生物質(zhì)加熱到攝氏160度，已捕捉到100%的可利用的碳。這樣做會(huì)節(jié)省了高達(dá)9倍以上的二氧化碳每平方米相比，生物燃料。

Michel教授建議，如要提高生物燃料的產(chǎn)出，科學(xué)家們可以研究如何通過修飾光合作用體中的色素來提高植物對光的吸收。他解釋說，光合作用實(shí)際上在低光密度時(shí)最有效，在達(dá)到五分之一的全光照條件下趨于飽和。科學(xué)家可以通過對一個(gè)與將二氧化碳固定為可存儲能量的酶——RuBisCO進(jìn)行工程改造來提高效率。由于在紅藻中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有更高效的RuBisCO，因而這一目標(biāo)是可以實(shí)現(xiàn)的。

歐盟等政府對生物能源的政策

歐盟對于發(fā)展生物能源持積極的支持態(tài)度，考慮到發(fā)展生物燃料對糧食的影響，歐盟委員會(huì)通過立法對用糧食生產(chǎn)生物燃料的比例做了規(guī)定。在去年9月，歐盟委員會(huì)就曾宣布通過政策調(diào)整，將農(nóng)作物生物燃料的消費(fèi)比例限制在5%以內(nèi)。

2012年11月13日，歐洲生物質(zhì)能源協(xié)會(huì)(AEBIOM)發(fā)布了年度統(tǒng)計(jì)報(bào)告《2012歐洲生物能源展望》，對歐洲能源現(xiàn)狀和生物能源發(fā)展情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。2010年歐盟煤炭、石油和天然氣的對外依存度分別高達(dá)59%、62%和84%。因此大力發(fā)展包括生物能源在內(nèi)的可再生能源對于確保歐盟能源安全至關(guān)重要。

美國也積極資助生物能源。2013年4月4日，美國能源部在華盛頓宣布，將為三個(gè)生物能源研究中心提供一個(gè)額外5年期由持續(xù)的國會(huì)撥款的資助。美國能源部長朱棣文表示，“發(fā)展下一代的美國生物燃料將會(huì)增強(qiáng)我們的國家能源安全,擴(kuò)大國內(nèi)生物燃料行業(yè),并產(chǎn)生新的清潔能源工作。它將幫助美國的農(nóng)民,在農(nóng)村社區(qū)創(chuàng)造巨大財(cái)富增長的新機(jī)會(huì)”。

巴西是世界第三大生物柴油生產(chǎn)國，年產(chǎn)量約69.4億升，其中45.9億升用于出口。巴西政府重視發(fā)展生物能源，并將其作為一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)、科技、能源政策。在巴西2011年至2014年的《科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》中，國家研發(fā)創(chuàng)新戰(zhàn)略領(lǐng)域有15個(gè)，其中生物燃料位列第二位。巴西除了當(dāng)前以甘蔗生產(chǎn)乙醇外，還研發(fā)了另一項(xiàng)生物柴油關(guān)鍵技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)使蓖麻、棕櫚、棉花、大豆、向日葵(300111)和玉米等可以大量生產(chǎn)的作物以及動(dòng)物脂肪等都可作為這種新型生物能源的原料。目前巴西生產(chǎn)生物柴油80%是以大豆為原料。規(guī)模化培育微藻是巴西正在研發(fā)的另一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，而以微藻作為生物柴油的原料，則可以環(huán)保與煉油一舉兩得。

中國國務(wù)院新聞辦公室在2012年10月24日發(fā)布了《中國的能源政策(2012)》白皮書。其中在生物質(zhì)能部分提到：中國堅(jiān)持“統(tǒng)籌兼顧、因地制宜、綜合利用、有序發(fā)展”的原則，發(fā)展生物質(zhì)能等其他可再生能源。在糧棉主產(chǎn)區(qū)，有序發(fā)展以農(nóng)作物秸稈、糧食加工剩余物和蔗渣等為燃料的生物質(zhì)發(fā)電。在林木資源豐富地區(qū)，適度發(fā)展林木生物質(zhì)發(fā)電。發(fā)展城市垃圾焚燒和填埋氣發(fā)電。在具備條件的地區(qū)推進(jìn)沼氣等生物質(zhì)供氣工程。因地制宜建設(shè)生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)基地。發(fā)展生物柴油，開展纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)示范。在保護(hù)地下水資源的前提下，推廣地?zé)崮芨咝Ю眉夹g(shù)。加強(qiáng)對潮汐能、波浪能、干熱巖發(fā)電等開發(fā)利用技術(shù)的跟蹤和研發(fā)。