美國(guó)開(kāi)發(fā)生物燃料

在美國(guó)中部的一個(gè)小鎮(zhèn)，有著成堆的秸稈和樹(shù)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(shí)刻監(jiān)控著它的一些重要數(shù)據(jù)。

按美國(guó)有關(guān)部門(mén)的計(jì)劃，這樣的秸稈堆將成為21 世紀(jì)燃料的重要來(lái)源。美國(guó)的設(shè)想是以后主要依靠植物原料生產(chǎn)的乙醇來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)全國(guó)交通系統(tǒng)，從而使美國(guó)擺脫進(jìn)口石油和與之相伴的危機(jī)，如戰(zhàn)爭(zhēng)、全球變暖和恐怖主義。

長(zhǎng)期以來(lái)，美國(guó)的農(nóng)民們一直倡導(dǎo)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(guó)3%的汽油。大多數(shù)人認(rèn)為，美國(guó)永遠(yuǎn)不可能種出那么多的玉米來(lái)取代全國(guó)10%或12%以上的燃料。

目前，許多科學(xué)家都在集中精力開(kāi)發(fā)一種新型乙醇，其原料是農(nóng)業(yè)廢物和其它植物殘?jiān)?yīng)量可能會(huì)十分充足，但所需技術(shù)比用玉米制造乙醇高端。這項(xiàng)技術(shù)曾被認(rèn)為比石油成本高，但在石油價(jià)格創(chuàng)歷史新高時(shí)，它的成本卻在迅速下降。據(jù)專家稱，這個(gè)趨勢(shì)會(huì)促使美國(guó)出現(xiàn)一個(gè)龐大的國(guó)產(chǎn)燃料新行業(yè)。

專家認(rèn)為，甘蔗方案在美國(guó)是行不通的，因?yàn)橹挥猩贁?shù)幾個(gè)州具備種甘蔗的氣候條件。但美國(guó)擁有豐富的木屑、鋸末、秸稈、廢紙等，它們可轉(zhuǎn)化為液體燃料，且廣闊的土地可用于種植能源作物。

美國(guó)許多企業(yè)紛紛投資這個(gè)領(lǐng)域。有幾家生物乙醇公司設(shè)立了試點(diǎn)工廠，還有的正找地方修建規(guī)模更大的廠房。政界人士竭力推動(dòng)這個(gè)行業(yè)快速發(fā)展，美國(guó)國(guó)會(huì)也許諾向領(lǐng)先者提供貸款擔(dān)保。

不過(guò)，生物燃料有幾個(gè)尚未解決的根本性問(wèn)題。如用生物制造乙醇其經(jīng)濟(jì)性還沒(méi)有從批量生產(chǎn)中得到證實(shí)，單收集必要的草料、秸稈、木屑等廢物就是一個(gè)大問(wèn)題。此外，種植能源作物還需對(duì)美國(guó)農(nóng)業(yè)進(jìn)行大幅調(diào)整。而最大的問(wèn)題也許在于：美國(guó)總是先對(duì)替代燃料產(chǎn)生興趣，然后石油一降價(jià)便拋棄它，美國(guó)能把一項(xiàng)計(jì)劃堅(jiān)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(shù)百萬(wàn)年前的植物殘?jiān)?。這些殘?jiān)€沒(méi)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(zhì)上講，現(xiàn)代社會(huì)所謀求的是發(fā)明一種技術(shù)跳過(guò)掩埋步驟，把生物直接轉(zhuǎn)化為燃料。

生物燃料具有眾多優(yōu)點(diǎn)。過(guò)去燃燒礦物燃料是把曾經(jīng)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(yè)革命以來(lái)，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(xué)的基本原理（二氧化碳是吸收熱量的“溫室氣體”）預(yù)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(zhuǎn)化為交通工具燃料的辦法就不會(huì)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(rèn)定，這種辦法有利于增強(qiáng)美國(guó)的安全，因?yàn)槭澜缟先种氖蛢?chǔ)量位于局勢(shì)動(dòng)蕩的波斯灣地區(qū)。

20 世紀(jì)70 年代發(fā)生石油危機(jī)以來(lái)，美國(guó)不少公司和農(nóng)場(chǎng)一直在利用玉米生產(chǎn)乙醇。它們頑強(qiáng)地同石油業(yè)展開(kāi)斗爭(zhēng)，后者則資助大量研究工作對(duì)乙醇進(jìn)行詆毀，但近年來(lái)雙方宣布?；?。石油公司需要乙醇來(lái)緩解汽油供應(yīng)的緊張局面并取代一種危害環(huán)境的汽油添加劑；玉米乙醇行業(yè)在聯(lián)邦政府的補(bǔ)貼與鼓勵(lì)下蓬勃發(fā)展。這種乙醇的主要成分是一種糖漿，它包含在玉米稈內(nèi)長(zhǎng)而疏松的分子——淀粉中。把淀粉變成糖再發(fā)酵成為乙醇是輕而易舉的事，但在不影響全國(guó)糧食供應(yīng)的前提下用玉米生產(chǎn)乙醇的數(shù)量是有限度的。

幾十年來(lái)，有科學(xué)家認(rèn)為，交通工具燃料的終極來(lái)源將是一種叫作纖維素的東西，因?yàn)樗堑厍蛏鲜a(chǎn)的有機(jī)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(shù)和草直立起來(lái)。假如找到有效的辦法打破這種分子，就能有許多種農(nóng)業(yè)廢物或?qū)ｉT(mén)種植的能源作物成為這個(gè)新興行業(yè)的原料。

一些小公司已經(jīng)在小規(guī)模地用生物生產(chǎn)乙醇，并聲稱其價(jià)格很快就會(huì)極具競(jìng)爭(zhēng)力。它們不僅著手為擴(kuò)大生產(chǎn)選址，而且開(kāi)始跟農(nóng)民簽訂原材料供應(yīng)合同。

美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室經(jīng)研究后估計(jì)，美國(guó)可以用生物燃料和化學(xué)品取代30%以上的進(jìn)口石油。再加上國(guó)內(nèi)開(kāi)采石油、增加生產(chǎn)玉米乙醇和提高汽車的燃油效率，美國(guó)將大幅度接近能源自給自足。