生物燃料：一半是火焰 一半是海水

    有限的耕地资源决定了中国没有过多的粮食用于深加工，美国的模式不适合中国，控制玉米深加工产业的盲目扩张，是中国国情的现实选择。发展替代能源的战略已由当初单一的用粮食加工燃料乙醇转变为生物质能源的综合开发
　　进入21世纪，以粮食深加工成燃料乙醇和生物柴油等替代能源产业的兴起给农产品的功能带来革命性的颠覆。石油替代、环境保护、农民增收、新经济增长点，“一矢四的”的独特优势，使其正酝酿成长为可再生资源的领跑者。
　　玉米、大豆、甘蔗与石油，这些20年前听起来似乎是风马牛不相及的名词，今天被捆绑在同一辆生物能源产业战车上，其中涉及的粮食安全、能源危机、期货市场、国际贸易、国际政治远远超出了我们过去的理解，世界农产品加工产业正在发生翻天覆地的变化。
　　然而这种变化也引起了很多有识之士的忧虑：汽车与人争粮是否会引发粮食危机？10月26日，联合国粮食及农业组织专家琼·齐格勒猛烈抨击生物燃料导致全球粮食价格猛涨，将粮食转化燃油行为视为“反人类罪”。一言既出，粮食安全议题再次占据世界媒体的醒目位置。
　　美洲，生物能源的发源地
　　全球的燃料乙醇热始于美国和巴西，两国的乙醇产量占到目前全球乙醇产量的七成。巴西是全球当之无愧的“乙醇王国”，年产量1000万吨以上，有近400万辆汽车以乙醇为燃料，乙醇消费量占全国汽车燃料消费量的43%。
　　最为雄心勃勃的则是美国的“生物质技术路线图”提出的设想。美国计划到2020年，生物燃油取代全国燃油消费量的10%，生物质产品取代石化原料制品的25%。到2050年，生物质能源占总能耗的50%。其他美洲国家也被乙醇热所感染，古巴、墨西哥、哥伦比亚、委内瑞拉、哥斯达黎加、加拿大等国都不惜投入重金搞大规模生产，加拿大惊呼本国生物质行业落后于美欧和日本，大力调整政策和迎头赶上。
　　美国主要以玉米为原料生产燃料乙醇。美国是世界上最大的玉米生产国，根据美国农业部(USDA)今年9月发布的最新月度供需报告，预计2007/2008年度全球玉米产量将达到7.741亿吨，而美国玉米产量为3.3804亿吨，占全球玉米产量的43.67%。2005/2006年度，美国燃料乙醇工业消费玉米4072万吨，2006/2007年度这一数字上升到5461万吨，而本年度预测数据将达到8128万吨，约占其总产量的1/4，这个发展速度令世界惊讶。
　　美国提出燃料乙醇战略有其特殊的政治背景。石油是全球经济的命脉，石油依赖成为美国中东政策的软肋。美国生物能源政策的目的是寻求能源独立，以来自巴西和哥伦比亚的乙醇替代来自委内瑞拉和伊朗的石油。由于美国和伊朗关系重新紧张，引发市场对中东原油供应问题的不安。近日纽约原油期货历史上首次突破每桶95美元，冲击100美元似乎只是时间问题。
　　然而，燃料乙醇的扩张引发全球消费增长快于产量增长，玉米价格扶摇直上。国际谷物理事会(IGC)预测，2007/2008年度玉米期末库存预计为8600万吨，为30年来的最低水平。相比之下，全球仍有10亿人生活在极端贫困线以下，8．52亿人处于饥饿状态，每年约500多万儿童因饥饿和营养不良而夭折。在这种背景下，将粮食转化燃油行为视为“反人类罪”也在情理之中。
　　在中国：“不与人争粮，不与粮争地”
　　对于中国这样的人口大国来说，粮食安全是第一位的。早在1995年，美国“世界观察研究所”所长来斯特·Ｒ·布朗就在他的著作《谁来养活中国》中预言：“在世界粮食产量与捕鱼量增长趋缓或停滞的大背景下，中国将进入一个粮食短缺的世纪。”农业具有极强的资源依赖性，中国人均耕地面积是美国的1/6、巴西的1/3，人均淡水资源是美国的1/4、巴西的1/14，可耕地化肥消耗量是美国的2.7倍、巴西的2倍。由此可见，中国的粮食种植业缺少竞争优势，也不可能模仿美洲的燃料乙醇发展模式。
　　中国土地资源潜在自然生产力——年生物生产量约为52.6亿吨干物质，按温饱标准计算，其理论的最大承载人口能力约为15亿～16亿人。在严格控制人口的条件下，2030年，中国人口将达到资源承载极限。2006年9月，国土资源部的《全国土地利用总体纲要》没有得到国务院批准，18亿亩的耕地保有量至少要保持到2020年。
　　目前，中国农作物消耗总量中，2/3的大豆、1/3的棉花、1/6的甘蔗都依赖进口，目前，中国玉米年产量在1.45亿吨的水平，相对于饲料与深加工产业的发展速度，已经进入供需紧平衡的阶段。2010年，中国很可能成为玉米净进口国。有限的耕地资源决定了中国没有过多的粮食用于深加工，美国的模式不适合中国，控制玉米深加工产业的盲目扩张，是中国国情的现实选择。
　　纤维素乙醇，下一个“金矿”
　　国家有关部门对用粮食发展能源已经基本取得共识，发展替代能源的战略已由当初单一的用粮食加工燃料乙醇转变为生物质能源的综合开发，坚持发展燃料乙醇“不与人争粮，不与粮争地”原则。一些专家提倡大量种植木薯和甜高粱来发展燃料乙醇生产。用木薯和甜高粱代替玉米虽然可以做到不与人争粮，但却做不到不与粮争地。利用农作物废弃物——秸秆代替粮食生产燃料乙醇是解决乙醇原料的根本出路。
　　目前全国每年农作物秸秆约有7亿吨，其中作为农村燃料及饲料消耗2亿吨，其余大多遗弃或焚烧。从理论上来讲，若将这5亿吨用来生产乙醇，可生产乙醇7000万吨。加上木材工业下脚料、制糖、造纸工业下脚料和城市废纤维垃圾，理论上可生产乙醇8500万吨，远远超过全国汽油年消耗总量。开发以秸秆纤维为原料生产乙醇的产业化技术，替代粮食原料生产乙醇成为包括中国在内的世界各国重点研究的对象。
　　需要说明的是，玉米、小麦、木薯等粮食富含糖，因而生产燃料乙醇时的发酵比较简单。而用秸秆生产燃料乙醇，最大的技术难点就在发酵环节。纤维素酶的成本能否下降，是纤维素乙醇能否实现工业化生产的关键因素。
　　目前全世界只有两家企业能够生产用于纤维素工业化水解的酶，一家是丹麦的诺维信，一家是美国的杰能科，后者2005年4月已经被丹尼斯克公司全资收购。两家公司目前垄断着全球酶制剂市场份额的65%以上，并拥有全球最先进的研究设施和菌种库。两家公司目前拥有近4000项专利，而且新型酶制剂开发路径也被诺维信公司注册专利加以保护。据悉，诺维信与中粮集团已经签署战略合作协议，即在纤维素酶领域，双方互为对方在中国的独家合作伙伴。我们期待着中国能够尽早在纤维素乙醇领域实现突破。