发展第二代生物乙醇期待技术突破 商业化之路任重道远

　　发展第二代生物乙醇，期待技术突破

　　商业化之路任重道远

　　然而，第二代生物乙醇虽然具备了种种优点，但仍受制于当前的技术与成本。

　　在技术方面，“虽然解决了原料问题，但第二代生物乙醇还是遇到了巨大的挑战。”丹麦科技大学环境和资源系方成博士解释说，“因为原料是木质，或是纤维架构，许多单糖被木质素和纤维素结构锁住无法释放出来，大大地影响了发酵的效率，从而降低了生物乙醇的出产率。现今的生产工艺一般都需要对原料进行预处理，再用纤维素降解酶将纤维素结构切断，释放出发酵所需要的糖，或者蒸汽加热进行预处理。这些释放出来的糖进一步发酵产生乙醇，后续的步骤则跟第一代生物乙醇的工艺相同。”

　　以秸秆为例，其中主要含有三种成分：纤维素、半纤维素和木质素。李十中教授介绍说，其中纤维素含量达到了40％，要把纤维素乙醇转化为葡萄糖，需要找到合适的酶，这是技术难点之一；而半纤维素因为结构比较松散，可以很容易转化为木糖，但如何将木糖转化为乙醇，目前也是技术难点。

　　要把纤维素和木质素分解成可直接用于转化燃料的单糖，传统的化工方法效果有限而且成本昂贵，人们只有求助它在自然界中的生物“克星”：能分解纤维素的酶。

　　现在，全球很多研究机构和生物公司都在进行纤维素破解工作。作为世界上工业酶制剂生产的最大厂商，丹麦诺维信公司目前正致力于寻找到这种“合适的酶”。

　　诺维信公司（中国）沟通经理朱晓青告诉记者，寻找到“合适的酶”并不是一件容易的事。首先，这种“合适的酶”并不是某种单一的酶，而是像“分层的鸡尾酒”一样，是不同成分的酶的组合。酶，是微生物在新陈代谢时排出的一种物质。自然界微生物生产出的酶，很难正好符合纤维素分解时需要的“分层鸡尾酒”似的比例要求，而诺维信发现，可以先通过确定制造纤维素乙醇所需要的酶的基因片段，然后到自然界去寻找相应的基因片段，把它们加入基底，得到一种合适的微生物。这种微生物所生产出的酶就是适合制造纤维素乙醇的酶。 

　　朱晓青解释说，“目前第二个难题是纤维素结构很稳定，打破它的分子链也需要‘合适的酶’。比如破解玉米秸秆，即使是同一块田地生长出来的，对于不同年份的玉米秸秆，也需要不同的‘合适的酶’来破解。实验室与大规模商业生产之间的差别就在这里。业界的目标就是把酶的选择性降到最低，能够把酶变成像抗生素一样‘广谱’，这样酶的成本才能大幅下降。”

　　现在第二代生物乙醇的生产成本约为3.02—3.79美元／加仑，根据国际能源机构的预测，随着技术进步，第二代生物乙醇有望在2020年左右实现商业化生产，那时的成本将降至2.08—2.27美元／加仑。

　　诺维信全球总裁Steen Riisgaard将这个时间表推前到了2015年前后。他日前表示，如果届时油价维持在80—120美元一桶，即使没有任何政府补贴，第二代生物乙醇也会具备市场竞争力。

　　总之，技术进步是第二代生物乙醇未来商业化的关键。举个例子来说，在第二代生物乙醇的生产中，酶制剂的成本占到总成本的20％到30％，因此从商业角度来看，酶是成本控制中很关键的一环。生物乙醇的整个商业链条，包括原料的搜集和运输、预处理、酶作用水解、发酵得到纤维素乙醇，然后将乙醇与石油混合并在终端销售。朱晓青说，“在整个过程中的成本里，如果仅酶制剂这一环节的成本就达到20％—30％，显然是偏高了，因此，诺维信未来的目标就是把酶制剂成本降下来。”