處于十字路口的生物燃料尋求新發(fā)展途徑
新的微生物以及新技術(shù)都顯示出了生物燃料的希望，但這個行業(yè)距離實際進展仍然需要幾年時間。
生物燃料生產(chǎn)者需要新技術(shù)將甘蔗轉(zhuǎn)化為商用產(chǎn)品。
為了給發(fā)展受困的生物燃料產(chǎn)業(yè)尋找一條發(fā)展途徑，美國勞倫斯·伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）以及加州大學伯克利分校（the University of California, Berkeley）組成的研究團隊設(shè)計了一種用于生產(chǎn)可再生噴氣燃料的新方法。利用甘蔗及甘蔗渣，新工藝（相關(guān)論文發(fā)表于最新一期的《Proceedings of the National Academy of Sciences》[國家科學院院刊]）可使綠色煉油廠提煉出一系列產(chǎn)品，包括生物基航空燃料以及汽車潤滑油。
生物燃料的發(fā)展已經(jīng)到了十字路口，該研究的出現(xiàn)恰逢其時。政府資金收縮、投資者失望、低油價、以及擔憂糧食耕地流失轉(zhuǎn)而生產(chǎn)生物質(zhì)玉米和甘蔗，這些因素一起使得生物燃料行業(yè)接近停滯。雖然美國可再生燃料的產(chǎn)量在2007年至2013年期間已經(jīng)翻倍，但使用生物燃料作為整體運輸燃料的比例幾乎沒有變化。雖然大多數(shù)主要的航空公司在某些階段都有生物燃料項目，但航空業(yè)需要高能量密度、無氧的燃料，這已被證明是一個特別棘手的領(lǐng)域。
因此，2005年發(fā)布并于2007年在能源獨立與安全法（Energy Independence and Security Act，EISA）框架下得到擴展的可再生燃料標準（the Renewable Fuel Standard）的未來令人質(zhì)疑。
“目前第一代生物燃料主要使用糧食作物作為原料，相比于石油燃料，要么特別昂貴，要么有適度的（溫室氣體）改進?！案鐐惐葋喨蚰茉凑咧行挠?月發(fā)布的一份報告這樣總結(jié)，該報告作者為哈佛大學肯尼迪學院（Harvard’s Kennedy School）政治經(jīng)濟學教授、總統(tǒng)經(jīng)濟顧問委員會（President’s Council of Economic Advisers）前成員James Stock?！钡蜏厥覛怏w的第二代生物燃料的發(fā)展及商品化——項目最終成功與否的關(guān)鍵——在EISA中還遠沒有宏偉目標。
為達到這些目標、振興生物燃料行業(yè)，研究人員正在重新審視驅(qū)動生物質(zhì)燃料的科學問題，尋求使用非糧食作物（生長于貧瘠土地上的作物、廢渣，如甘蔗渣）的更有效技術(shù)。主要的阻礙是預處理——分解細胞壁釋放糖分，然后發(fā)酵并轉(zhuǎn)化為燃料。
伯克利的研究在公私合作的能源生物科學研究（Energy Biosciences Institute，EBI）進行，重點從生物質(zhì)中提取有機化合物酮，可提純和處理來生產(chǎn)能量致密的適合于生產(chǎn)噴氣燃料或汽車潤滑油的化合物。論文通訊作者之一Alexis Bell將其描述為生產(chǎn)無需改動就可為現(xiàn)有噴氣發(fā)動機提供動力的生物燃料的第一個過程。在巴西專為甘蔗生產(chǎn)設(shè)計，采用生長在貧瘠土地上的作物（從而保留更多的糧食作物所需的土地）和甘蔗渣。稍作修改也可用于生產(chǎn)可再生柴油，該論文的另一通訊作者Amit Gokhale如是說。
“如今，甘蔗生物煉油廠生產(chǎn)乙醇、糖以及電。“Gokhale評論說，”擴大產(chǎn)品至航空燃料、潤滑油、以及生物柴油可讓運營商更好地管理市場/價格風險?！?
這是一個值得稱贊的項目，但據(jù)伯克利研究人員所知，在商用規(guī)模上實施新技術(shù)仍然是一個重大的挑戰(zhàn)。Bell說，生物燃料價格在可預見的未來仍然高于化石燃料。將價格降下來，需要進一步發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈并尋找新的更有效的微生物，簡化將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料的過程。加州大學圣巴巴拉分校（University of California, Santa Barbara）一名生物技術(shù)研究團隊負責人Michelle O’Malley正致力于將野外收集到的微生物（大多數(shù)來自于動物腸道）用于將生物質(zhì)直接轉(zhuǎn)化為燃料，跳過預處理過程從而節(jié)約時間和成本。
“我們試圖建立合成的合作關(guān)系來做這些事情，因為不是單一的微生物就可以完成的。”O(jiān)’Malley說，“想法是鞏固整個過程，從粗糙生物質(zhì)到附加值產(chǎn)品。這完全是迄今為止生物燃料經(jīng)濟產(chǎn)品無法實現(xiàn)的?！?
他說，結(jié)果將是“一個日新月異的場景（a game-changing scenario）”。
改變生物燃料格局可能需要幾年的時間，因為第一代乙醇通過使用更有效的微生物發(fā)酵劑和催化劑以更有效的方式生產(chǎn)先進的生物燃料。“站上一個新的行業(yè)真的需要耐心和毅力?！泵绹茉床可锬茉醇夹g(shù)辦公室（U.S. Department of Energy’s Bioenergy Technologies Office）部門負責人 Jonathan Male說，”當你開始擴大，復雜的級別也隨之急劇增大，風險也就隨之加大?！?
