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，卻是無價之寶;每年人們?yōu)榻鉀Q它們的存放和處理問題耗費巨資，但實際上它又能創(chuàng)造出巨大的財富。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石油化工這項人類生活的基石。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，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

“不豐收的時候農(nóng)民難受，豐收的時候農(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的痛點。每年我國花費在陳糧儲存上的資金數(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，只有一個途徑能夠大規(guī)模消耗這些陳糧，并榨取其剩余價值，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量已達(dá)1億噸?？紤]到天然氣、電動汽車等新能源汽車保有量增加因素，未來幾年，汽油消費量增速放緩。按年遞增7%計算，2020年將消費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

事實上，燃料乙醇僅僅是生物質(zhì)能的一個剪影。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。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。這是一個技術(shù)制約難題。

而針對產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價值低的問題，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，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。