發展第二代生物乙醇，期待技術突破

　　商業化之路任重道遠

　　然而，第二代生物乙醇雖然具備了種種優點，但仍受制于當前的技術與成本。

　　在技術方面，“雖然解決了原料問題，但第二代生物乙醇還是遇到了巨大的挑戰。”丹麥科技大學環境和資源系方成博士解釋說，“因為原料是木質，或是纖維架構，許多單糖被木質素和纖維素結構鎖住無法釋放出來，大大地影響了發酵的效率，從而降低了生物乙醇的出產率。現今的生產工藝一般都需要對原料進行預處理，再用纖維素降解酶將纖維素結構切斷，釋放出發酵所需要的糖，或者蒸汽加熱進行預處理。這些釋放出來的糖進一步發酵產生乙醇，后續的步驟則跟第一代生物乙醇的工藝相同。”

　　以秸稈為例，其中主要含有三種成分：纖維素、半纖維素和木質素。李十中教授介紹說，其中纖維素含量達到了40％，要把纖維素乙醇轉化為葡萄糖，需要找到合適的酶，這是技術難點之一；而半纖維素因為結構比較松散，可以很容易轉化為木糖，但如何將木糖轉化為乙醇，目前也是技術難點。

　　要把纖維素和木質素分解成可直接用于轉化燃料的單糖，傳統的化工方法效果有限而且成本昂貴，人們只有求助它在自然界中的生物“克星”：能分解纖維素的酶。

　　現在，全球很多研究機構和生物公司都在進行纖維素破解工作。作為世界上工業酶制劑生產的最大廠商，丹麥諾維信公司目前正致力于尋找到這種“合適的酶”。

　　諾維信公司（中國）溝通經理朱曉青告訴記者，尋找到“合適的酶”并不是一件容易的事。首先，這種“合適的酶”并不是某種單一的酶，而是像“分層的雞尾酒”一樣，是不同成分的酶的組合。酶，是微生物在新陳代謝時排出的一種物質。自然界微生物生產出的酶，很難正好符合纖維素分解時需要的“分層雞尾酒”似的比例要求，而諾維信發現，可以先通過確定制造纖維素乙醇所需要的酶的基因片段，然后到自然界去尋找相應的基因片段，把它們加入基底，得到一種合適的微生物。這種微生物所生產出的酶就是適合制造纖維素乙醇的酶。 

　　朱曉青解釋說，“目前第二個難題是纖維素結構很穩定，打破它的分子鏈也需要‘合適的酶’。比如破解玉米秸稈，即使是同一塊田地生長出來的，對于不同年份的玉米秸稈，也需要不同的‘合適的酶’來破解。實驗室與大規模商業生產之間的差別就在這里。業界的目標就是把酶的選擇性降到最低，能夠把酶變成像抗生素一樣‘廣譜’，這樣酶的成本才能大幅下降。”

　　現在第二代生物乙醇的生產成本約為3.02—3.79美元／加侖，根據國際能源機構的預測，隨著技術進步，第二代生物乙醇有望在2020年左右實現商業化生產，那時的成本將降至2.08—2.27美元／加侖。

　　諾維信全球總裁Steen Riisgaard將這個時間表推前到了2015年前后。他日前表示，如果屆時油價維持在80—120美元一桶，即使沒有任何政府補貼，第二代生物乙醇也會具備市場競爭力。

　　總之，技術進步是第二代生物乙醇未來商業化的關鍵。舉個例子來說，在第二代生物乙醇的生產中，酶制劑的成本占到總成本的20％到30％，因此從商業角度來看，酶是成本控制中很關鍵的一環。生物乙醇的整個商業鏈條，包括原料的搜集和運輸、預處理、酶作用水解、發酵得到纖維素乙醇，然后將乙醇與石油混合并在終端銷售。朱曉青說，“在整個過程中的成本里，如果僅酶制劑這一環節的成本就達到20％—30％，顯然是偏高了，因此，諾維信未來的目標就是把酶制劑成本降下來。”