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丁醇：生物燃料的潛力股

日期：2011-09-14　

【概要描述】

    新一代高新技術在國際市場風起云涌，而國內卻應者寥寥，甚至毫無關注，這是一個常見的現象，也是一個可悲的現象。如何讓中國不再成為這些技術的“第二落點”，而是參與賺取高額的“撇脂利潤”，這是國內高科技業者以及資本市場的共同期望。從本期起，本版將開辟“國際追蹤”欄目，從前沿技術中選擇一些頗具市場前景、且在國外已邁開產業化步伐的技術和產業方向介紹給讀者，為我國高科技領域與資本市場與國際化同步貢獻自己的綿薄之力。
    本報見習記者  郭勉愈
    原油價格的不斷攀升,讓人們對生物質能源寄予了更多希望。
    相比燃料乙醇，丁醇因為具有熱值高、性能好、使用便捷等優勢，已成為國際科學界和企業界關注的焦點，被公認為生物燃料中的潛力股。
    美國可再生能源戰略提速
    為降低對傳統能源的依賴，美國近年來一直大力推動清潔能源發展，并通過政策扶持、提供補貼等方式促進新一代生物燃料的研發。
    早在2010年7月，美國Gevo公司就宣布成功利用可發酵糖類生產出異丁醇。該公司隨后于2010年11月宣布，其生產的異丁醇作為燃料添加劑通過了美國環保局（EPA）的注冊。
    Gevo公司的異丁醇是列入美國環保局燃料注冊目錄中的第一款異丁醇。此后，越來越多的研究機構和企業致力于丁醇的開發。
    今年3月7日，美國能源部長朱棣文宣布，美國在新一代生物燃料研發上取得新突破，研究人員成功利用生物技術直接從植物纖維素中提取出異丁醇。朱棣文認為，這項研究表明美國在發展新一代生物燃料方面取得了巨大進展。
    此前，在今年2月3日，奧巴馬呼吁加快生物燃料的開發，以構建美國清潔能源經濟基礎，減少美國對他國的能源依賴。美國農業部也將出臺措施，為開發生物燃料提供融資。
今年3月4日，美國能源部與杜邦公司簽署技術投資協議，撥款880萬美元用于海藻轉化糖類生產新一代生物燃料異丁醇的研究。
    這意味著，2011年國際油價再度“破百”之后，美國加快了替代能源戰略實施的步伐。同時也說明，在汽油替代的技術層面上，乙醇已被趕超，新一代生物燃料丁醇被寄予厚望。
提高生產率  細菌很給力
    丁醇盡管優點明顯，但是目前并沒有達到規模化生產，其主要原因是造價高且不容易制取。生產丁醇的方法是主要基于各種細菌，如大腸桿菌、梭菌等。因此，美國科學家紛紛從改良細菌的角度探索提高生產率的方法。
    美國《技術評論》網站近日報道，美國萊斯大學的研究人員發現，通過利用一種高效代謝方式，大腸桿菌將糖類轉換為丁醇的轉換率較其他微生物高出10倍。這一成果發表在《自然》雜志上。
通過加入大腸桿菌，等量糖所生產的燃料將提高5到10倍，這大大降低了生產成本和運營成本。該項目帶頭人、萊斯大學化學和生物分子工程教授拉蒙·岡薩雷斯表示：“現在已經有幾家公司對該項目表示出興趣，我希望在未來三年里能看到該項目真正投產。”
    美國物理學家組織網日前報道，美國杜蘭大學科學家最新發現了一種新奇的細菌菌株TU-103，能用報紙制造出丁醇。科學家們用新奧爾良當地的報紙《皮卡尤恩時報》進行實驗并取得了成功。
科學家們表示，TU-103是迄今為止首個被發現能直接用有機化合物纖維素制造丁醇的細菌菌株，也是唯一已知的能在有氧環境下制造丁醇的梭菌菌株。
    杜蘭大學細胞和分子生物學系教授戴維·穆林表示，所有綠色植物都含有纖維素，纖維素是地球上最豐富的有機物，將其變成丁醇也是很多人的夢想，僅僅美國每年就有3230萬噸纖維素可被用來制造丁醇。我們的成果能減少制造丁醇的成本，減少纖維素的堆積。
    催生新興產業
    目前，美國有一些公司正試圖對生物丁醇進行商業化生產，還有一些公司打算對現有乙醇制造設備進行改造。
    杜邦公司和英國石油公司正加大合作，運用杜邦公司的技術及銷售經驗，將生物丁醇推向市場。下一階段，杜邦將開發其他微生物，用作新技術的催化劑，從而提高丁醇的生產率和濃度。
    Gevo公司今年7月26日宣布與阿拉伯美洲開發有限公司合作，在得克薩斯州建設丁醇加工驗證裝置。該裝置預計可加工高達1萬加侖/天的異丁醇，預計于2011年底前建成。
    8月10日，美國綠色生物有限公司宣布與歐洲EKB公司合作，投資85.5萬歐元改進丁醇發酵工藝技術。
乙醇研究的主力之一加利福尼亞技術研究院目前已將研究重心從乙醇轉向了丁醇，著名風險投資公司Khosla和Virgin  Fuels也已將資金投放到了丁醇研發和生產方面。
    在國內，中科院上海植物生理生態研究所、上海工業微生物研究所、清華大學核能與新能源技術研究院等亦開展了有關研究。其中中科院上海植物生理生態研究所關于發酵法生產丁醇的項目，已于2009年列入國家“973”規劃。同時，上海天之冠可再生能源有限公司、華北制藥公司等企業也開始介入這一領域。
市場份額可期
    從目前情況來看，生物丁醇作為液體燃料在價格、原料等方面還有諸多障礙，要讓這項產品加入液體燃料大軍，還有很多路要走。
    美國GBL證券研究中心的分析師認為，盡管丁醇比乙醇有著更好的應用前景，然而，當初乙醇、生物柴油等生物燃料費盡周折才被人們接受，丁醇能否憑借自身優勢順利獲得市場認可，還是未知數。
   《科學美國人》雜志近日的一篇文章認為，丁醇要想和汽油競爭還需要很久。在美國，盡管投入已達數億美元，且有二十多個風險投資建立的工廠和數年探索的積累，但到現在為止，丁醇在價格和性能上還不能完全替代汽油。
    文章還指出，目前，包括丁醇在內的新型生物燃料占全球運輸燃料市場的份額不足2%。根據預測，未來15年，生物燃料在運輸燃料結構中的比重有望達到20%-30%。現有的乙醇生產設施經過改造便可轉而生產丁醇，因此生物丁醇的市場潛力巨大。