沉默中的蛻變

與太陽能、風能產業相比，生物質能是一個相對“低調”的行業：沒有“偽低碳”的爭議，也遠離跑馬圈地的瘋狂，甚至在全國最高級別的會議（全國兩會）上，除了在總理的政府工作報告中出現的寥寥話語外，人大代表和政協委員的提案中則鮮有涉獵。

而在生物質能這個行當中，燃料乙醇又算得上最默默無聞的一個。當生物質發電項目陸續上馬，企業出現大面積虧損與政府出臺補貼政策交相輝映之時，因商業化過程中存在技術性障礙、經濟性風險以及原材料“與民爭糧”的桎梏，燃料乙醇被迫沉寂了多年。

而今，跨越技術性和經濟性這兩道鴻溝后，新一代燃料乙醇（纖維素乙醇）技術粉墨登場。與第一代燃料乙醇（糧食乙醇）相比，除了減少對化石燃料依賴和溫室氣體的排放方面能錦上添花，纖維素乙醇更解決了原料來源難題，其生產成本也將有更強的競爭力。

燃料乙醇遞變史

作為燃料，乙醇（俗稱酒精）歷史悠久當仁不讓。鮮為人知的是：早在1896年，亨利·福特HenryFord便制造了第一輛使用純乙醇作為燃料的汽車“Quadricycle”，并在其后的第12年即1908年制造了著名的T型轎車，該車實際上可使用乙醇、汽油以及用兩者以任意比例混合而成的燃料，是名副其實的最早的靈活燃料汽車FFC（Flex-FuelCar）。現在的美國硬地賽車也是100%使用乙醇燃料。在中國，乙醇作為車用燃料同樣歷史悠久：解放前，在汽油匱乏的時候，乙醇更是成為不可或缺的替代品。

世界乙醇燃料行業經歷了幾個發展階段：第一次大規模使用是在第二次世界大戰期間。二戰結束以后，由于乙醇燃料的生產成本大大超出來自石油的燃料，應用大幅度下滑，直到七十年代由于OPEC石油禁運引發的全球性經濟危機開始后，以巴西、美國為首的燃料乙醇工業開始復蘇，尤其是巴西開始大規模地使用乙醇作為車用燃料，并將發展燃料乙醇作為一項基本國策。

上世紀末本世紀初，由于在地表水中發現MTBE，而且MTBE開始被認為是一種長期存在于地表水中潛在的致癌物，美國的一些州開始禁止使用MTBE。2000年，美國聯邦環保局建議禁止使用MTBE。2003年，美國的加利福尼亞州、紐約州和康涅的格州等開始使用乙醇替代MTBE作為抗爆劑，進一步促進了乙醇的需求和生產。

同期，由于公眾對空氣質量和健康越來越關注，世界對減少溫室氣體排放的呼聲日益漸高。美國的汽油和柴油消耗占其溫室氣體排放總量的41%，燃料乙醇作為迄今為止惟一一種可大規模生產的替代交通燃料的可再生能源再一次得到了美國政府和公眾的關注。

2004年，美國就業機會法案推出聯邦營業稅減免辦法，乙醇的混配可得到乙醇營業稅減免。2005年，美國總統布什8月簽署了新的能源政策法案（EPACT05），制訂了可再生燃料標準（RFS）要求使用乙醇和其它生物燃料，并且對E85加油的基礎設施給予稅收鼓勵。從法律高度激勵可更新能源的開發利用。該法案規定到2007年，美國總供給可再生燃料的供應量應達到47億加侖/年（約1400萬噸/年）；到2012年應達到75億加侖（2200萬噸/年）。這幾項政策的出臺給美國的以玉米為原料的乙醇工業的發展帶來了非常好的發展契機，同時也引發了以美國為首的世界燃料乙醇發展的又一次高潮。

盡管乙醇作為燃料的大發展是美國帶動的，但中國同樣不落其后。隨著中國經濟的持續高速發展，對環境保護的關注以及對原油進口依賴的擔心越來越深入人心，利用可再生能源又上升為國家戰略。因為關系到國家的長期可持續發展，利用可再生能源不僅成為以美國、歐洲為代表的發達國家的基本國策，也成為中國的基本國策。

而基本與美國在同一時期，中國開始關注燃料乙醇產業，并且中國與西方國家也是基本相同的出發點：一方面減少對進口原油的依賴，另外一方面來探索低碳，減少污染。但在當時，中國還有一個特殊性。因為當時乙醇都是從糧食生產而來，中國通過使用燃料乙醇，增加農民收入，將農業與工業很好地銜接起來。

2000年9月，根據國務院領導批示精神，由原國家計委為組長單位，牽頭組建了原國家經貿委、中國石油天然氣集團公司、中國石油化工集團公司為副組長單位以及有關部門和相關單位參加的推廣使用車用乙醇汽油工作領導小組，建立了聯席會議制度。遵循“定點生產、定向流通”的原則按系統工程推進燃料乙醇的生產和應用。

“十五”期間，國家批準建設了4個生物燃料乙醇生產試點項目，形成生產能力102萬噸/年，其中黑龍江華潤酒精有限公司（現為中糧生化肇東有限公司）10萬噸/年、吉林燃料乙醇有限公司30萬噸/年、河南天冠燃料乙醇有限公司30萬噸/年和安徽豐原生化股份有限公司32萬噸/年。2004年2月，經國務院批準，在黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5個省及河北、山東、江蘇、湖北4個省的27個地市開展車用乙醇汽油擴大試點工作。此舉被評價為“中國可再生能源發展的一個里程碑事件”，中國也一躍成為當時世界上繼巴西、美國之后第三大生物燃料乙醇生產國。

2006年1月，國家頒布實施《可再生能源法》；2007年6月，《中國應對氣候變化國家方案》正式頒布。《方案》決定優先發展太陽能、風能以及生物質能在內的可再生能源。2007年9月，國家發改委又在發布的《可再生能源中長期發展規劃》中指出，要逐步提高優質清潔可再生能源在能源結構中的比例，力爭到2010年使可再生能源消費量達到能源消費總量的10%左右，到2020年達到15%左右。這是各種可再生能源發展的一個量化目標。根據此規劃，燃料乙醇的生產和使用在2010年要達到200萬噸/年，到2020年將達到1000萬噸/年。

跌跌撞撞的產業化

然而，發展燃料乙醇并非一帆風順。2007年前后，因為氣候變化等種種原因，糧食價格一度飛漲，尤其是東南亞出現的糧食危機更加舉世矚目。糧價的上漲，造成了乙醇的價格飆升，更引起了大家的擔心：用糧食生產燃料乙醇會不會出現問題？

據了解，除了巴西的乙醇使用甘蔗作為原料之外，世界上主要的燃料乙醇生產國，美國、中國、加拿大均使用糧食作為主要原料。美國90%以上的燃料乙醇裝置都是使用玉米作為原料；加拿大主要使用玉米和小麥。中國與加拿大相同，在第一批試點的四個燃料乙醇項目中，有三個（黑龍江華潤、吉林燃料乙醇、安徽豐原生化）用玉米生產燃料乙醇，而河南天冠則是用小麥作為主要原料。盡管按照國家當時的規劃，考慮到利用部分陳化糧，因為陳化糧每年都需要輪轉，但在糧食危機的重壓之下，利好已被大大削弱。

糧食乙醇的叫停，卻使以纖維素乙醇（第2代乙醇）得到了空前的關注。實際上，利用纖維素來轉化乙醇并不是一個新課題。早在1898年，德國出現了世界上第一套纖維素乙醇生產裝置，該裝置以廢木料為原料，稀酸水解纖維素生成葡萄糖，糖發酵生產乙醇。

中國早期也進行過纖維素乙醇的生產，20世紀50年代，林業部門從前蘇聯引進植物纖維水解技術及設備，開展了木材稀酸、濃硫酸水解以及機械化學法水解等多種工藝研究。本世紀初以美國帶動的二次乙醇燃料建設掀起高潮后，纖維素乙醇技術的開發又重新被提上緊迫的議事日程。

以美國為首的發達國家清楚地認識到：燃料乙醇的將來是纖維素乙醇。美國前總統小布什多次強調要大力開發纖維素乙醇技術，采用農業廢棄物、林業廢棄物以及能源作物生產纖維素乙醇逐漸替代糧食乙醇。美國政府制定了專門針對纖維素乙醇的政策，并大量投入資金支持該產業的發展。2007年美國國會通過《能源獨立和安全法》，以立法形式規定了纖維素乙醇的使用目標，2022年可再生燃料的使用量要達到360億加侖（1.1億噸），其中纖維素乙醇160億加侖（4800萬噸）。

歐盟要求到2020年生物燃料要占全歐洲的運輸能源的10%。同時，作為哥本哈根大會的簽約方，歐洲各成員國政府也有義務實現大會提出的新目標，即到2020年實現減排10%。歐洲在其促進可再生能源使用的指導（renewableenergydirective，RED）中雖然沒有制定第二代生物燃料的使用目標，但規定到2013年生物燃料在交通運輸中相比于化石燃料溫室氣體減排35%，2017年減排50%，2018年減排60%，并且規定生物燃料原料不能來源于自然保護區、生物多樣性地區等生態脆弱地區，同時要求生物燃料發展不能對環境產生新的影響。要達到這些目標，利用糧食基生物燃料遠遠不能滿足其要求，因此以纖維素乙醇為代表的第二代生物燃料也是歐盟的必然選擇。

2005年前后，全世界掀起了纖維素乙醇開發的高潮。一時間僅在美國，就有20多家高科技公司在進行纖維素質生物材料轉化的研究。美國政府2007年投資10余億美元，其中3.75億美元用于建立3個生物能源研究中心，吸引一流大學和研究機構參與相關的基礎研究，另外利用3.85億美元吸引企業參與此項產業發展，并建立6個萬噸級以上的纖維素生物煉制廠建設。包括Shell，BP等在內的世界上主要的石油公司也紛紛直接或間接地參與，投入了大量的資金。

2008年美國糧食、資源、能源法案（Food，ConservationandEnergyActof2008）中規定將提供10億美元資助生物燃料和生物能源項目，專門針對第二代生物燃料的條款，其中包括對纖維素生物燃料提供0.27美元/升的稅務補貼，為生物燃料項目提供貸款等優惠政策。

2009年以來，盡管美國面臨嚴重的經濟危機，新任能源部長朱棣文仍宣布從經濟復蘇計劃中追加近8000萬美元用于先進生物燃料研發和產業化。

西方的其他發達國家也不甘落美國之后，加拿大提供4.3億美元建立Next Gen Biofuel基金以促進新技術的開發。澳大利亞拿出1200萬美元資助第二代生物燃料開發。歐盟在其FP7（Seventh Research Framework Programmeof Europen Commission）建立了25億美元的專項資金以資助包括纖維素乙醇的10個第二代生物燃料項目。

福島“核震”后的機遇

中國的燃料乙醇生產企業、科研院所等，也先后開始了對纖維素乙醇生產技術的開發。產業界看到的首先是纖維素乙醇的廣闊前景。根據我國《可再生能源中長期發展規劃》，到2010年年底，燃料乙醇的生產和利用要達到200萬噸，2020年要達到1000萬噸。這就意味著，未來10年中國還需要生產800萬噸燃料乙醇。結合2007年的乙醇產業新政，這800萬噸的纖維素乙醇都必須用非糧作物生產，而中國恰又具有非常豐富的農業廢棄物資源。行業數據顯示：到2020年，中國可用來轉化成燃料乙醇的農業廢棄物可達到2億噸，可以支持5000萬噸燃料乙醇的生產。如此，纖維素乙醇的出現不僅對于國家能源安全、環境保護非常有利，對農民增收也大有裨益。

然而，行業內公認，目前生化法制備纖維素乙醇技術主要存在三方面的瓶頸：缺乏高效的預處理技術與手段，纖維素水解酶成本偏高和有效利用C5單糖的基因工程菌的構建。而利用生物質合成氣微生物轉化制備乙醇，則存在著投資大、轉化率低、反應體系傳質難等問題。這些因素造成了纖維素乙醇生產成本過高。盡管一些國家制定的溫室氣體減排政策有利于纖維素乙醇技術的開發和發展，但大多數投資者擔心，僅依靠碳排放費用，纖維素乙醇的生產成本與石化能源乃至第一代生物乙醇相比缺乏經濟競爭力，實現商業化可能遙遙無期。

如果說世界能源形勢、環保壓力已經進入最嚴峻的時刻，尤其是在核電的安全性因為日本福島核電站震后發生核泄漏而再一次飽受質疑后，可再生能源技術的發展和商業化的緊迫性已迫在眉睫。而燃料乙醇作為迄今為止惟一一種可大規模生產的替代交通燃料的可再生能源，能否盡快使用纖維素質的原材料進行大規模的生產將具有空前的意義。