無碳排放生物燃料將結(jié)束石油時代

江天夢

假如將來在市場上可以買到新一代生物燃料，我們要給汽車加的液體就不再是傳統(tǒng)的汽油了，而是一種完全等同于汽油的東西。即使這種生物燃料在燃燒過程中也會釋放二氧化碳，但用來制造這種燃料的微生物正好能消耗掉空氣中等量的二氧化碳。因此，這種生物汽油實際上還是無碳排放的燃料。

為成功制造這種生物燃料，科學家只能對大自然進行改造。他們可以在現(xiàn)有微生物品種的基礎上進行篩選，甚至人工制造出全新的微生物品種。目前，大量開始起步工作的重點就是從酵母、藻類和細菌中篩選有潛力的突變株。有科學家甚至預言，到2011年，他們就能生產(chǎn)出可直接注入汽車油箱里的代用汽油或柴油。當然，剛開始的時候，這類生物燃料還是只能與傳統(tǒng)的汽油或柴油混合使用，但遲早都有能夠單獨使用的一天。到了那一天，我們就可以永遠告別利用石油來提煉汽油的時代。

早在公元前一萬年左右的石器時代，人類就懂得釀造啤酒，也就是利用微生物來釀造酒精。如今，人類的工作重點則是怎樣通過生物工程的辦法來制造理想的微生物品種，使生物可以消耗掉整株植物體，而只留下小部分作為微生物自身的營養(yǎng)，剩下的則全都變成高能燃料。如果有這么一種微生物，只要見光，就能把二氧化碳直接變成能量，那這樣的微生物就是用來制造生物汽油的理想生物體了。地球的能量最終來自太陽，只要一小時的太陽光照射，所提供的能量就相當于全人類一年的能源需求量?？墒?，植物所俘獲到的太陽能則還不到這部分能量的千分之一。

科學家目前用來做實驗的微生物是有光合作用能力的微生物，如藻類和藍細菌(有時叫做藍綠藻或藍藻)。這類微生物不但能夠清除空氣中的二氧化碳，而且能夠快速繁殖——有些種類只用12小時就能翻一番，而青草及其他大型植物則需要好幾個星期甚至好幾個月才能達到這樣的水平。光合微生物還能在細胞內(nèi)儲存大量的脂肪，這就是用于合成生物燃料的基礎原料。

前不久，科學家利用基因工程培養(yǎng)出一種新型的藍細菌，這種藻類細胞內(nèi)的脂肪物質(zhì)含量已達到細胞干重的50％以上?？茖W家只要將細胞變成碎片狀，就能把細胞內(nèi)的脂肪收集起來，再經(jīng)過幾個簡單的步驟，就轉(zhuǎn)變成生物燃料了。雖然大豆的細胞內(nèi)含有脂肪物質(zhì)，也可以提取后加工成生物燃料，但是，就一英畝面積大的光合微生物的產(chǎn)油量要比大豆高將近250倍。

要把利用光合微生物的大膽想法變成現(xiàn)實，還有不少問題要解決。藻類和藍細菌都能夠在開放式養(yǎng)殖池中養(yǎng)殖，但這種養(yǎng)殖方式會混雜其他微生物，而這些微生物不但會對養(yǎng)殖水體造成污染，還會干擾所要的“油料生物”的正常生長。為了解決上述問題，要在室外建造一種透明容器(即“生物光合反應器”)來養(yǎng)殖這種油料藻類。但是，這種養(yǎng)殖設施的建造和維護費用不僅十分昂貴，而且建造這類養(yǎng)殖設施也有很高的技術要求，即只能讓適量的光照透進容器——光照過強或過弱都會降低藻類的生長速度。從環(huán)保角度看，這種技術還有一個問題沒有得到解決，即微生物的采集和細胞內(nèi)脂肪物質(zhì)的提取工藝需要的有機溶劑對環(huán)境不夠友好，而為了給收獲過的養(yǎng)殖容器“補種”，還需要不斷培養(yǎng)新的“種子”。

曾經(jīng)有很多人認為人類不可能在天上飛、不可能在月球上走、燈泡不可能發(fā)光……但有了多學科的協(xié)同工作，有了科學家的勤勉努力，就“一切皆有可能”。不管是誰，只要能大量制造生物汽油，那么他所收獲的將不僅僅是物質(zhì)財富，還將創(chuàng)造歷史。從某種程度上講，如果將來某些國家或者大公司能在這方面取得成功，就會像今天那些石油資源豐富的國家一樣，成為經(jīng)濟領域的大贏家。