美國開發生物燃料

在美國中部的一個小鎮，有著成堆的秸稈和樹葉，看上去猶如一座11 m 高的垃圾山，黑色的纜線潛入其中，與之相連的傳感器時刻監控著它的一些重要數據。

按美國有關部門的計劃，這樣的秸稈堆將成為21 世紀燃料的重要來源。美國的設想是以后主要依靠植物原料生產的乙醇來運轉全國交通系統，從而使美國擺脫進口石油和與之相伴的危機，如戰爭、全球變暖和恐怖主義。

長期以來，美國的農民們一直倡導在汽油中添加用玉米制造的乙醇，但迄今為止這種乙醇只取代了全國3%的汽油。大多數人認為，美國永遠不可能種出那么多的玉米來取代全國10%或12%以上的燃料。

目前，許多科學家都在集中精力開發一種新型乙醇，其原料是農業廢物和其它植物殘渣，供應量可能會十分充足，但所需技術比用玉米制造乙醇高端。這項技術曾被認為比石油成本高，但在石油價格創歷史新高時，它的成本卻在迅速下降。據專家稱，這個趨勢會促使美國出現一個龐大的國產燃料新行業。

專家認為，甘蔗方案在美國是行不通的，因為只有少數幾個州具備種甘蔗的氣候條件。但美國擁有豐富的木屑、鋸末、秸稈、廢紙等，它們可轉化為液體燃料，且廣闊的土地可用于種植能源作物。

美國許多企業紛紛投資這個領域。有幾家生物乙醇公司設立了試點工廠，還有的正找地方修建規模更大的廠房。政界人士竭力推動這個行業快速發展，美國國會也許諾向領先者提供貸款擔保。

不過，生物燃料有幾個尚未解決的根本性問題。如用生物制造乙醇其經濟性還沒有從批量生產中得到證實，單收集必要的草料、秸稈、木屑等廢物就是一個大問題。此外，種植能源作物還需對美國農業進行大幅調整。而最大的問題也許在于：美國總是先對替代燃料產生興趣，然后石油一降價便拋棄它，美國能把一項計劃堅持到底嗎？

人們至今所使用的石油、煤炭和天然氣本身就是數百萬年前的植物殘渣。這些殘渣還沒有完全分解便被埋到地下，地殼里的高溫和壓力把它變成富含碳化合物的礦物燃料。從本質上講，現代社會所謀求的是發明一種技術跳過掩埋步驟，把生物直接轉化為燃料。

生物燃料具有眾多優點。過去燃燒礦物燃料是把曾經被埋入地下的碳以二氧化碳的形式重新釋放回空氣中，自工業革命以來，大氣層中這種氣體的含量目前已上升到極高的水平。物理學的基本原理（二氧化碳是吸收熱量的“溫室氣體”）預示著它將使地球變暖，但速度尚不可知。相比之下，把生物直接轉化為交通工具燃料的辦法就不會增加溫室氣體。每年5月，植物吸走空氣中的二氧化碳；到了10月，使用植物燃料的汽車再排放出等量的二氧化碳。此外，許多人認定，這種辦法有利于增強美國的安全，因為世界上三分之二的石油儲量位于局勢動蕩的波斯灣地區。

20 世紀70 年代發生石油危機以來，美國不少公司和農場一直在利用玉米生產乙醇。它們頑強地同石油業展開斗爭，后者則資助大量研究工作對乙醇進行詆毀，但近年來雙方宣布停火。石油公司需要乙醇來緩解汽油供應的緊張局面并取代一種危害環境的汽油添加劑；玉米乙醇行業在聯邦政府的補貼與鼓勵下蓬勃發展。這種乙醇的主要成分是一種糖漿，它包含在玉米稈內長而疏松的分子——淀粉中。把淀粉變成糖再發酵成為乙醇是輕而易舉的事，但在不影響全國糧食供應的前提下用玉米生產乙醇的數量是有限度的。

幾十年來，有科學家認為，交通工具燃料的終極來源將是一種叫作纖維素的東西，因為它是地球上盛產的有機分子。和淀粉一樣，纖維素是由葡萄糖分子組成的，但包裹緊密，極難拆散。植物主要把纖維素用作一種組織材料，它能幫助樹和草直立起來。假如找到有效的辦法打破這種分子，就能有許多種農業廢物或專門種植的能源作物成為這個新興行業的原料。

一些小公司已經在小規模地用生物生產乙醇，并聲稱其價格很快就會極具競爭力。它們不僅著手為擴大生產選址，而且開始跟農民簽訂原材料供應合同。

美國橡樹嶺國家實驗室經研究后估計，美國可以用生物燃料和化學品取代30%以上的進口石油。再加上國內開采石油、增加生產玉米乙醇和提高汽車的燃油效率，美國將大幅度接近能源自給自足。