我和她的传奇情仇俞心: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. Craig Venter）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。”