有這么一種物質(zhì)，它隨處可見又唾手可得;它披著垃圾的外衣，卻是無價(jià)之寶;每年人們?yōu)榻鉀Q它們的存放和處理問題耗費(fèi)巨資，但實(shí)際上它又能創(chuàng)造出巨大的財(cái)富。有這么一種原料，看似百無一用又屢見不鮮，但它卻能從根基上觸動(dòng)石油化工這項(xiàng)人類生活的基石。有這么一種能源，它既環(huán)保又低碳，它像“開掛”一般充滿了無限可能。常有人說，21世紀(jì)是生物的世紀(jì)。沒錯(cuò)，生物質(zhì)能正在起步加速。化石能源，準(zhǔn)備好接受挑戰(zhàn)了嗎?

燃料乙醇領(lǐng)銜，吹響進(jìn)擊沖鋒號(hào)

“不豐收的時(shí)候農(nóng)民難受，豐收的時(shí)候農(nóng)民和政府一起難受。”一句戲謔之言卻道出了我國陳糧倉儲(chǔ)的痛點(diǎn)。每年我國花費(fèi)在陳糧儲(chǔ)存上的資金數(shù)額巨大。但現(xiàn)在有了解決辦法，國投生物科技投資有限公司董事長岳國君表示，只有一個(gè)途徑能夠大規(guī)模消耗這些陳糧，并榨取其剩余價(jià)值，那就是發(fā)展燃料乙醇。

燃料乙醇具有極大的環(huán)保優(yōu)勢，具有較高的辛烷值。如果用于調(diào)和汽油，則可以提升汽油的辛烷值，同時(shí)降低其烯烴、芳烴等污染組分的濃度。岳國君介紹，煉廠通常使用MTBE(甲基叔丁基醚)作為汽油辛烷值的調(diào)節(jié)劑，但醚類產(chǎn)品無法被人類代謝，有損健康。且MTBE本身是一種高耗能的產(chǎn)品，生產(chǎn)1噸MTBE的二氧化碳排放當(dāng)量是生產(chǎn)1噸重整汽油的1.77倍，無法滿足低碳社會(huì)的發(fā)展預(yù)期。而燃料乙醇則是目前替代MTBE最好的含氧化合物，也是汽油辛烷值短缺問題的唯一解決方案。

岳國君介紹，2014年我國汽油表觀消費(fèi)量已達(dá)1億噸。考慮到天然氣、電動(dòng)汽車等新能源汽車保有量增加因素，未來幾年，汽油消費(fèi)量增速放緩。按年遞增7%計(jì)算，2020年將消費(fèi)1.5億噸汽油。這些汽油如果按照10%的比例添加燃料乙醇，需要燃料乙醇1500萬噸，產(chǎn)值約1500億元，并減少進(jìn)口原油2400億噸，降低石油對外依存度最高可達(dá)57.8%。

生物質(zhì)無限可能，向石化行業(yè)發(fā)起總攻

事實(shí)上，燃料乙醇僅僅是生物質(zhì)能的一個(gè)剪影。生物質(zhì)能的“開掛”體現(xiàn)在它可以將各種農(nóng)林廢物“變廢為寶”。

數(shù)據(jù)顯示，我國秸稈理論年產(chǎn)量高達(dá)9億噸，農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)物約5.8億噸，林業(yè)“三剩物”月1.1億噸，畜禽糞便產(chǎn)生量約30多億噸。中國林科院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所蔣建春院士介紹，1噸秸稈的價(jià)值相當(dāng)于0.5噸標(biāo)煤，如果把50%的秸稈作為燃料利用，等同于年產(chǎn)4000萬噸原油和33億立方米天然氣。

除了陳糧和農(nóng)林廢物外，還有一種非常值得關(guān)注的生物資源，即微生物。微生物利用最大的亮點(diǎn)是可以通過基因操縱來使其最大限度的為我所用。清華大學(xué)教授陳國強(qiáng)表示，目前迫切需要發(fā)展新一代生物制造技術(shù)，使生物基材料能與石油基材料在成本上競爭。

所謂的“新一代生物制造技術(shù)”又是如何操作的呢?陳國強(qiáng)表示，以微生物為反應(yīng)物的生物制造過程，可以通過操縱微生物的基因來解決生物制造過程的缺點(diǎn)。如轉(zhuǎn)化率低的問題，可以通過給細(xì)菌配置血紅蛋白細(xì)胞提高氧氣的利用力，從而降低能耗，提高轉(zhuǎn)化率。再如生物制造過程往往耗費(fèi)大量淡水，對此可以通過篩選出一種嗜鹽細(xì)菌，從而可使用海水替代淡水進(jìn)行反應(yīng)。又如反應(yīng)過程慢，一般需要數(shù)天或數(shù)周時(shí)間，可通過基因操作，改變細(xì)菌分裂方式，而加速反應(yīng)進(jìn)程。

總之，微生物就像一塊橡皮泥，需要它怎樣，就可以考慮將其塑造成哪樣。目前，PHA制造技術(shù)已成功中試，其產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋環(huán)保塑料、可降解農(nóng)膜、紡織品、飼料添加劑、3D打印材料、醫(yī)學(xué)植入材料等，很多領(lǐng)域都與石化行業(yè)相交疊。

前路并非通途，生化仍需努力

生物質(zhì)能擁有光明前景，但也像每一個(gè)行業(yè)一樣，生物能在技術(shù)、政策、成本等方面，均有著束縛自身發(fā)展的瓶頸。蔣建春談到，我國農(nóng)林廢棄物綜合利用在研究深度、技術(shù)成熟度、系統(tǒng)集成和產(chǎn)業(yè)規(guī)模等方面，仍與國際水平存在較大差距。

山東理工大學(xué)教授易維明則提出，開發(fā)生物質(zhì)能源的技術(shù)問題，就是如何高效率低成本地實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)脫氧。據(jù)介紹，傳統(tǒng)化石能源石油、煤炭等主要是碳、氫組成;而生物質(zhì)主要是碳、氫、氧組成。易維明表示，開發(fā)生物質(zhì)能源的科學(xué)問題就是找到取出其中氧元素的路徑和方法。而生物質(zhì)在脫氧過程中，往往是其中的氫和氧首先結(jié)合，造成本來就少的氫元素更加稀缺。這是一個(gè)技術(shù)制約難題。

而針對產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值低的問題，記者了解到，當(dāng)前生物質(zhì)主要利用方式是燃燒發(fā)電、氣化和發(fā)酵，這些利用途徑在經(jīng)濟(jì)上無法與傳統(tǒng)化石能源競爭。對此，肖睿表示，應(yīng)結(jié)合生物質(zhì)自身的特點(diǎn)，走高值化利用道路。如生物質(zhì)油制備多元醇醚，尤其是香草醛、丁香醛等，能夠廣泛應(yīng)用于化妝品、香水等時(shí)尚品中，具有極高的附加值。

蔣建春同樣表示，生物質(zhì)的前景在高附加值的產(chǎn)品，而不是僅作為燃燒的能源。“生物質(zhì)與其他可再生能源不能在發(fā)電上比高低。”蔣建春談到，生物質(zhì)的價(jià)值在于發(fā)展不可或缺的產(chǎn)品，而不僅僅是就能源論能源。從化工的角度考慮，生物基平臺(tái)化合物煉制、低成本生物及精細(xì)化學(xué)品制造、復(fù)合材料制造等材料化關(guān)鍵技術(shù)，都是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高值化的重要途徑。而從燃料角度來看，高品質(zhì)生物燃料、纖維類生物質(zhì)航空煤油等都具有發(fā)展前景。