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丁醇：生物燃料的潛力股

日期：2011-09-14　

【概要描述】

    新一代高新技術(shù)在國際市場風(fēng)起云涌，而國內(nèi)卻應(yīng)者寥寥，甚至毫無關(guān)注，這是一個常見的現(xiàn)象，也是一個可悲的現(xiàn)象。如何讓中國不再成為這些技術(shù)的“第二落點(diǎn)”，而是參與賺取高額的“撇脂利潤”，這是國內(nèi)高科技業(yè)者以及資本市場的共同期望。從本期起，本版將開辟“國際追蹤”欄目，從前沿技術(shù)中選擇一些頗具市場前景、且在國外已邁開產(chǎn)業(yè)化步伐的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方向介紹給讀者，為我國高科技領(lǐng)域與資本市場與國際化同步貢獻(xiàn)自己的綿薄之力。
    本報見習(xí)記者  郭勉愈
    原油價格的不斷攀升,讓人們對生物質(zhì)能源寄予了更多希望。
    相比燃料乙醇，丁醇因?yàn)榫哂袩嶂蹈摺⑿阅芎谩⑹褂帽憬莸葍?yōu)勢，已成為國際科學(xué)界和企業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)，被公認(rèn)為生物燃料中的潛力股。
    美國可再生能源戰(zhàn)略提速
    為降低對傳統(tǒng)能源的依賴，美國近年來一直大力推動清潔能源發(fā)展，并通過政策扶持、提供補(bǔ)貼等方式促進(jìn)新一代生物燃料的研發(fā)。
    早在2010年7月，美國Gevo公司就宣布成功利用可發(fā)酵糖類生產(chǎn)出異丁醇。該公司隨后于2010年11月宣布，其生產(chǎn)的異丁醇作為燃料添加劑通過了美國環(huán)保局（EPA）的注冊。
    Gevo公司的異丁醇是列入美國環(huán)保局燃料注冊目錄中的第一款異丁醇。此后，越來越多的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)致力于丁醇的開發(fā)。
    今年3月7日，美國能源部長朱棣文宣布，美國在新一代生物燃料研發(fā)上取得新突破，研究人員成功利用生物技術(shù)直接從植物纖維素中提取出異丁醇。朱棣文認(rèn)為，這項(xiàng)研究表明美國在發(fā)展新一代生物燃料方面取得了巨大進(jìn)展。
    此前，在今年2月3日，奧巴馬呼吁加快生物燃料的開發(fā)，以構(gòu)建美國清潔能源經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，減少美國對他國的能源依賴。美國農(nóng)業(yè)部也將出臺措施，為開發(fā)生物燃料提供融資。
今年3月4日，美國能源部與杜邦公司簽署技術(shù)投資協(xié)議，撥款880萬美元用于海藻轉(zhuǎn)化糖類生產(chǎn)新一代生物燃料異丁醇的研究。
    這意味著，2011年國際油價再度“破百”之后，美國加快了替代能源戰(zhàn)略實(shí)施的步伐。同時也說明，在汽油替代的技術(shù)層面上，乙醇已被趕超，新一代生物燃料丁醇被寄予厚望。
提高生產(chǎn)率  細(xì)菌很給力
    丁醇盡管優(yōu)點(diǎn)明顯，但是目前并沒有達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)，其主要原因是造價高且不容易制取。生產(chǎn)丁醇的方法是主要基于各種細(xì)菌，如大腸桿菌、梭菌等。因此，美國科學(xué)家紛紛從改良細(xì)菌的角度探索提高生產(chǎn)率的方法。
    美國《技術(shù)評論》網(wǎng)站近日報道，美國萊斯大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，通過利用一種高效代謝方式，大腸桿菌將糖類轉(zhuǎn)換為丁醇的轉(zhuǎn)換率較其他微生物高出10倍。這一成果發(fā)表在《自然》雜志上。
通過加入大腸桿菌，等量糖所生產(chǎn)的燃料將提高5到10倍，這大大降低了生產(chǎn)成本和運(yùn)營成本。該項(xiàng)目帶頭人、萊斯大學(xué)化學(xué)和生物分子工程教授拉蒙·岡薩雷斯表示：“現(xiàn)在已經(jīng)有幾家公司對該項(xiàng)目表示出興趣，我希望在未來三年里能看到該項(xiàng)目真正投產(chǎn)。”
    美國物理學(xué)家組織網(wǎng)日前報道，美國杜蘭大學(xué)科學(xué)家最新發(fā)現(xiàn)了一種新奇的細(xì)菌菌株TU-103，能用報紙制造出丁醇。科學(xué)家們用新奧爾良當(dāng)?shù)氐膱蠹垺镀たㄓ榷鲿r報》進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并取得了成功。
科學(xué)家們表示，TU-103是迄今為止首個被發(fā)現(xiàn)能直接用有機(jī)化合物纖維素制造丁醇的細(xì)菌菌株，也是唯一已知的能在有氧環(huán)境下制造丁醇的梭菌菌株。
    杜蘭大學(xué)細(xì)胞和分子生物學(xué)系教授戴維·穆林表示，所有綠色植物都含有纖維素，纖維素是地球上最豐富的有機(jī)物，將其變成丁醇也是很多人的夢想，僅僅美國每年就有3230萬噸纖維素可被用來制造丁醇。我們的成果能減少制造丁醇的成本，減少纖維素的堆積。
    催生新興產(chǎn)業(yè)
    目前，美國有一些公司正試圖對生物丁醇進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，還有一些公司打算對現(xiàn)有乙醇制造設(shè)備進(jìn)行改造。
    杜邦公司和英國石油公司正加大合作，運(yùn)用杜邦公司的技術(shù)及銷售經(jīng)驗(yàn)，將生物丁醇推向市場。下一階段，杜邦將開發(fā)其他微生物，用作新技術(shù)的催化劑，從而提高丁醇的生產(chǎn)率和濃度。
    Gevo公司今年7月26日宣布與阿拉伯美洲開發(fā)有限公司合作，在得克薩斯州建設(shè)丁醇加工驗(yàn)證裝置。該裝置預(yù)計可加工高達(dá)1萬加侖/天的異丁醇，預(yù)計于2011年底前建成。
    8月10日，美國綠色生物有限公司宣布與歐洲EKB公司合作，投資85.5萬歐元改進(jìn)丁醇發(fā)酵工藝技術(shù)。
乙醇研究的主力之一加利福尼亞技術(shù)研究院目前已將研究重心從乙醇轉(zhuǎn)向了丁醇，著名風(fēng)險投資公司Khosla和Virgin  Fuels也已將資金投放到了丁醇研發(fā)和生產(chǎn)方面。
    在國內(nèi)，中科院上海植物生理生態(tài)研究所、上海工業(yè)微生物研究所、清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院等亦開展了有關(guān)研究。其中中科院上海植物生理生態(tài)研究所關(guān)于發(fā)酵法生產(chǎn)丁醇的項(xiàng)目，已于2009年列入國家“973”規(guī)劃。同時，上海天之冠可再生能源有限公司、華北制藥公司等企業(yè)也開始介入這一領(lǐng)域。
市場份額可期
    從目前情況來看，生物丁醇作為液體燃料在價格、原料等方面還有諸多障礙，要讓這項(xiàng)產(chǎn)品加入液體燃料大軍，還有很多路要走。
    美國GBL證券研究中心的分析師認(rèn)為，盡管丁醇比乙醇有著更好的應(yīng)用前景，然而，當(dāng)初乙醇、生物柴油等生物燃料費(fèi)盡周折才被人們接受，丁醇能否憑借自身優(yōu)勢順利獲得市場認(rèn)可，還是未知數(shù)。
   《科學(xué)美國人》雜志近日的一篇文章認(rèn)為，丁醇要想和汽油競爭還需要很久。在美國，盡管投入已達(dá)數(shù)億美元，且有二十多個風(fēng)險投資建立的工廠和數(shù)年探索的積累，但到現(xiàn)在為止，丁醇在價格和性能上還不能完全替代汽油。
    文章還指出，目前，包括丁醇在內(nèi)的新型生物燃料占全球運(yùn)輸燃料市場的份額不足2%。根據(jù)預(yù)測，未來15年，生物燃料在運(yùn)輸燃料結(jié)構(gòu)中的比重有望達(dá)到20%-30%。現(xiàn)有的乙醇生產(chǎn)設(shè)施經(jīng)過改造便可轉(zhuǎn)而生產(chǎn)丁醇，因此生物丁醇的市場潛力巨大。

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