今年7月23日，中國國家能源局正式批準中糧集團設立國家能源生物液體燃料研發(試驗)中心。就在今年9月10日剛剛結束的中美可再生能源產業論壇和中美先進生物燃料論壇第四次工作組會議上，該中心第一次代表中國政府與美國政府代表團談判，共商合作大計。這一系列事件表明，中國的能源產業格局面臨著一次重大調整。

    第一代生物質能

    從某種意義上說，整個人類發展史就是一部能源利用方式的進步史。

    人類第一個熟練掌握的能源載體就是生物質(Biomass)。自從人類學會了鉆木取火，木頭就成了人類最主要的能量來源。木柴熱值高，易于運輸和儲存，所含能量也很容易釋放，是早期人類最喜歡的能源載體。可是，隨著人口的增長，木材的需求量飛速上漲。17世紀末期，英國為了冶煉金屬，將國內的森林幾乎砍伐殆盡。最終拯救英國森林的，恰恰是如今談之色變的煤炭。事實上，第一次工業革命之所以發生在英國，與英國豐富的煤炭資源有密不可分的關系。

    因為照明的特殊需要，人類還使用過一段時間的鯨油。如果不是因為19世紀中期一名加拿大人發明了從煤炭中提取煤油的技術，鯨很可能早就滅絕了。

    煤炭的熱值比木頭更高，開采和運輸也很容易，很快就代替了日漸稀少的木材，成為人們的最愛。1859年，第一口現代化油井在美國的賓夕法尼亞州噴出了原油，又一種化石能源登上了歷史舞臺。伴隨石油而來的是天然氣，現代人燒飯取暖已經離不開它了。從木頭到煤炭再到石油和天然氣，人類使用的能源載體的質量越來越好。無論從能量密度、釋放方式還是儲量多少來衡量，煤炭、石油和天然氣這三種化石能源載體都遠好于木材和鯨油等生物質能。但即使如此，化石能源仍然用了將近100年才徹底打敗了生物質能源，主宰了人類的能源市場。由此可見，能源的使用習慣具有很強的慣性，很難被改變。

    就拿汽車工業來說，從石油里提煉出的汽油直接促成了汽車工業的興起，但早期的汽油非常昂貴，發明家們不得不四處尋找替代品。1900年巴黎世博會上展出的一臺迪塞爾發動機(發明人為著名的德國汽車工程師魯道夫·迪塞爾〔Rudolf Diesel〕)居然以花生油為動力！而美國汽車大王亨利·福特也曾經預言，從植物中提取的乙醇將取代汽油，成為未來汽車的動力來源。事實上，那時的美國汽車都是能燒乙醇的，直到19世紀30年代美國開始禁酒，乙醇燃料才終于被汽油打敗。自那之后，化石能源享受了半個多世紀的好時光，直到科學家發現了全球變暖的潛在威脅后，生物質能源才被重新請了回來。

    當然，這些年來生物質能源也并沒有消失，世界上還有不少人靠燒柴取暖做飯。但這些都屬于“第零代”生物質能源，我們通常所說的第一代生物質能源指那些意在代替化石能源的新的能量利用方式。其中，焚燒發電是能源效率最低的做法，但卻因為技術簡便、成本較低而最先被商業化了。尤其在那些森林資源比較豐富的國家，木材加工后剩下的碎木片很容易被混入煤炭當中，燃燒發電。

    但是，大多數能源專家都會告訴你，風能、太陽能、潮汐能、核能和水電才是最有前途的低碳發電方式。相比之下，生物質能最好的利用方式是做成液體燃料，代替汽油。不過，英國可再生能源專家克里斯·古德爾(Chris Goodall)通過計算發現，同樣一噸糧食，如果做成乙醇加到汽車油箱里，和先燃燒發電，再驅動一輛同等噸位的電動車相比，行駛的路程是差不多的。

    但是，即使古德爾的算法是正確的，液體燃料也不會很快被淘汰，因為電動汽車的發展遇到了很多困難。除了電池的技術瓶頸外，電動汽車還會對整個汽車工業體系帶來顛覆性的沖擊，會面臨很多政治壓力。相比之下，生物乙醇替代石油的做法很容易融入現在的體系當中，遇到的阻力會小很多。

    糧食乙醇項目就是在這樣的背景下上馬的。

    簡單說，糧食乙醇就是先把糧食中的淀粉轉變成糖，然后通過酵母發酵的方式將糖變成乙醇。最先開始進行大規模工業化生產的是美國和巴西，這兩個國家都是農業大國，都有著廣闊的土地資源。巴西因為氣候原因盛產甘蔗，避免了水解淀粉這一步，成本降到了最低，不靠補貼也能盈利。美國則主要用玉米來生產糧食乙醇，成本較高，目前還需要國家補貼才能確保盈利。

    去年美國一共生產了121億加侖(1加侖約等于3.8升)的糧食乙醇，每加侖大約補貼45美分。目前美國的汽油標準是E10，也就是乙醇含量占汽油總量的10%。去年美國一共消耗了大約1400億加侖的汽油，這樣算下來美國的糧食乙醇產量已經接近極限。不過奧巴馬政府正在考慮把標準提高到E15，這個配比對汽車發動機的工作狀態影響不大，無須另行改裝。從理論上講，汽車發動機可以承受的最高配比是E85，即使這么高的配比也只需對發動機做些小改動就行了。

    乙醇的熱值比汽油差一點，但乙醇中含有氧原子，可以替代汽油中的增氧劑，因此加了少量乙醇的汽油加速性能還要更好一些。另外，乙醇可以代替汽油中的一些有毒添加劑，對環境更友好。

    既然糧食乙醇有這么多好處，為什么沒有在世界范圍內普及開來呢？一個原因就是這種辦法對于減排二氧化碳的作用并不大。種玉米需要消耗大量的化肥，收割和運輸也需要能量，淀粉水解的過程還要加熱，算下來糧食乙醇只比汽油節省了大約30%的二氧化碳排放。如果再把毀林開荒造成的損失算進去，糧食乙醇并不合算。