生物燃料发展面临的几大难题

　美国能源部和世界能源理事会预测，全球石化类能源的可开采年限分别为石油39年、天然气60年、煤211年，其主要分布在美国、加拿大、俄罗斯和中东等地区。而对于我国而言，石油资源相对贫乏，有专家测算，我国石油稳定供给不会超过20年。

　　在传统能源日益枯竭、人类面临日益加重的环境污染的情况下，可再生能源的发展将有效解决能源枯竭难题，因此得到格外的重视，各国发展加速。其中，在第一代生物燃料因大量使用农作物、而导致遭遇反对的情况下，利用农林废弃物的第二代生物燃料呈现出蓬勃的发展趋势。

　　我国也十分看重生物燃料的发展。在"十二五"规划的推动下，中国或将有机会成为全球第二代生物燃料生产领域的领军者。通过科技成果转化与科技服务的专业网站科易网（www.k8008.com），企业需求方可查询到为数不少的生物燃料技术。虽然目前第二代生物燃料市场面临诸多问题，市场规模也不大，但其前景诱人。随着第二代生物燃料技术的逐步成熟，将来的市场发展将呈指数式上升。

　　预计，2011年将是第二代生物燃料技术大规模工业化的一年，市场规模将以每年200000吨的速度扩大。在2017年前后，第二代生物燃料有望成为能源的重要组成部分。

　　第二代生物燃料指的是摆脱利用玉米等粮食作物为原料转化为生物燃料的应用模式，继而以麦秆、草和木材等农林废弃物为主要原料，采用生物纤维素转化为生物燃料的模式，发展纤维素乙醇等。

　　虽然美国现在在第一代技术的应用上处于领先的位置，但就第二代生物燃料来说，目前并没有哪一个国家领先。各国在第二代生物燃料的研发上投入了大量的资金和精力，并取得了一些相当理想的结果、接近产业化。但总体来说，第二代生物燃料的发展，仍然还存在以下几个方面的难题：

　　1、 技术难题。

　　第二代生物燃料以麦秆、草和木材等农林废弃物为主要原料，采用生物纤维素转化为生物燃料的模式，发展纤维素乙醇等。不过，开发纤维素乙醇还存在着一些世界性的技术难题，比如，缺少纤维素酶高产菌株和发酵菌种，木质素降解难度大，成本高。

　　有鉴于此，提高生物燃料乙醇生产效率、提高木质素预处理技术，以及解决纤维素原料收集、预处理、糖化、发酵和精馏等各个环节中存在的技术问题，成为纤维素乙醇大规模工业生产亟待突破的障碍。

　　目前，在生物燃料的研发上取得的进步如：

　　美国研究人员通过对大肠杆菌进行基因改造，可以使它将植物纤维逐渐转化为生物燃料。利用基因技术对大肠杆菌进行多处改造，改变了它原来生产脂肪酸大分子的机制，使其能将一些原料分解合成为燃料物质。这种细菌不仅能以传统生物能源技术中使用的蔗糖为原料，还能将广泛存在于植物纤维中的半纤维素分解合成为燃料物质。研究人员认为，由于植物纤维广泛存在于草木枝干中，这一技术有望为制造生物能源提供更多原料。

　　荷兰一家公司在开发第二代生物燃料生产技术方面取得进展，研制出一种以玉米秸秆、木屑和稻草为原料生产生物乙醇的新工艺。新工艺分两个步骤，首先用一种新研制的酶将预处理后的植物纤维素转化为可发酵的糖，然后再用新开发的酵母将糖发酵成乙醇。

　　第二代生物燃料属于高新技术产业，虽然前景诱人，但尤其是现阶段整个行业的技术还未成熟，企业还必须保持高额的研发投入，才有可能有所回报，因此一般涉足的都是大企业，而对于中小企业来说仍是一大难以逾越的难题。

　　2、 原料难题。

　　第二代生物燃料突破技术难题的同时，足量、稳定的原料供应也是支持生物燃料快速发展的重要因素之一。

　　以中国为例。据中国农业部统计，我国每年秸秆等农业废料产量在7亿吨以上，但去除农民焚烧填埋和生物质直燃消耗等去处，仅剩余3亿吨以上。目前中国国内没有统一的秸秆供应商，主要依赖于生物燃料企业自己从农民和大型农场所在地收购，这也增加了秸秆收购和储运成本。

　　除了充分利用农林废弃物，为了开发石油替代品，全球各大生物化工公司将目光放到了一切皆有可能的植物品种身上。如藻类的开发和利用，藻类具有不占用耕地、生产速度快、适合大面积种植等优点，多个国家都宣布了各自的藻类发展计划。

　　随着政府对生物燃料开发的重视，未来我国生物燃料开发比重将逐步扩大，产业链也将逐步完善，使生物燃料得到广泛的推广应用。

　　3、生态保护问题。

　　欧洲环保政策研究所（IEEP）曾指出，生物燃料比化石燃料对气候造成的破坏更大，它应该被取代而不是扩大生产。如第一代生物燃料技术广泛使用农作物，不仅剥夺了穷人的粮食供应，也将导致世界范围内的森林、草地和湿地的消失，加速全球气候的变化。如果计算土地的间接使用成本，在欧洲使用生物燃料会比化石燃料多释放5600万吨二氧化碳。

　　第二代生物燃料的发展，或许能够解决这些问题。第二代技术广泛使用农林废弃物以及寻找更多有效的农作物替代品，而且可以减少90%的二氧化碳排放，有望寻找到一个更为绿色的发展之路。