諾獎得主：生物燃料并非理想能源

　　1988年諾貝爾化學獎得主Hartmut Michel：生物燃料是一個壞主意

　　Hartmut Michel是一個有使命感的人。在對有關生物燃料的炒作感到忍無可忍后，這位諾貝爾獎得主開始努力說服人們：從產出來看，生物燃料是沒有意義的，通過光伏電池來利用太陽能才是正道。

　　生物燃料常常被描述為零二氧化碳排放、用來對抗全球變暖的理想武器，被吹捧為是減少全球對化石燃料依賴的解決方案。根據國際可持續發展研究所(International Institute for Sustainable Development)的報告，全球各國政府紛紛出臺對發展生物燃料的支持政策，向生物燃料的生產與消費中投入了超過200億美元的津貼。

　　各國政府對生物燃料滿懷希望與熱情，但是，利用可耕種土地或糧食作物來生產生物燃料引發了生物燃料“與人爭糧”的爭論。像玉米、甘蔗、植物油等此類商品不僅可以作為常規的食物來源，也可以用作生物燃料的生產。在美國、歐盟以及巴西等政府的政策中，這些作物被用作生物燃料的生產，從而導致了糧食供應的短缺。

　　Hartmut Michel教授由于在某些特定細菌的細胞膜中發現了光合反應中心的3D結構而獲得1988年諾貝爾化學獎。他現在是德國馬克斯普朗克生物物理研究所（Max Planck Institute for Biophysics）的主任。此前，他曾經在一篇評論文章中發表了他對生物燃料的觀點，最近，在新加坡的新加坡科技研究局（A*STAR）分享了他的想法。

　　光合作用的局限

　　作為全球頂尖的膜蛋白化學家，Michel教授對光合作用的效率有深刻的理解。他表示，首先從植物將太陽能轉變為可利用形式（即NADPH）的方式來看，植物的光和色素只能最多吸收47%的太陽光，而綠光、紫外光和紅外光都不可利用。更重要的是，計算顯示，大約只有12%的太陽能可被植物轉換并儲存起來。

　　從每公頃土地的生物燃料產量來看，Michel教授表示，在德國，僅有0.3%的太陽能轉變為沼氣，而其他生物燃料如生物柴油和生物宜春的產量則更低。此外，這些產出中超過50%的價值相當于在肥料、耕作、運輸以及生物質轉化等方面的投入。在中歐，每平方米可耕作土地的價值相當于150w

　　“生物燃料的生產與利用也不是零二氧化碳排放的，”Michel教授說，并且種植用于生物燃料生產的植物是對土地利用度的極大浪費。

　　“這將是更好的種植楊樹的土地用于生產生物燃料，并轉換成熱液炭化生物質煤，”他說。這樣一個過程涉及在水中生物質加熱到攝氏160度，已捕捉到100％的可利用的碳。這樣做會節省了高達9倍以上的二氧化碳每平方米相比，生物燃料。

　　Michel教授建議，如要提高生物燃料的產出，科學家們可以研究如何通過修飾光合作用體中的色素來提高植物對光的吸收。他解釋說，光合作用實際上在低光密度時最有效，在達到五分之一的全光照條件下趨于飽和。科學家可以通過對一個與將二氧化碳固定為可存儲能量的酶——RuBisCO進行工程改造來提高效率。由于在紅藻中已經發現有更高效的RuBisCO，因而這一目標是可以實現的。

　　各國政府對生物能源的政策

　　歐盟對于發展生物能源持積極的支持態度，考慮到發展生物燃料對糧食的影響，歐盟委員會通過立法對用糧食生產生物燃料的比例做了規定。在去年9月，歐盟委員會就曾宣布通過政策調整，將農作物生物燃料的消費比例限制在5%以內。

　　2012年11月13日，歐洲生物質能源協會（AEBIOM）發布了年度統計報告《2012歐洲生物能源展望》，對歐洲能源現狀和生物能源發展情況進行了統計分析。2010年歐盟煤炭、石油和天然氣的對外依存度分別高達59%、62%和84%。因此大力發展包括生物能源在內的可再生能源對于確保歐盟能源安全至關重要。

　　美國也積極資助生物能源。2013年4月4日，美國能源部在華盛頓宣布，將為三個生物能源研究中心提供一個額外5年期由持續的國會撥款的資助。美國能源部長朱棣文表示，“發展下一代的美國生物燃料將會增強我們的國家能源安全,擴大國內生物燃料行業,并產生新的清潔能源工作。它將幫助美國的農民,在農村社區創造巨大財富增長的新機會”。

　　巴西是世界第三大生物柴油生產國，年產量約69.4億升，其中45.9億升用于出口。巴西政府重視發展生物能源，并將其作為一項重要的經濟、科技、能源政策。在巴西2011年至2014年的《科技創新行動計劃》中，國家研發創新戰略領域有15個，其中生物燃料位列第二位。巴西除了當前以甘蔗生產乙醇外，還研發了另一項生物柴油關鍵技術。這項技術使蓖麻、棕櫚、棉花、大豆、向日葵和玉米等可以大量生產的作物以及動物脂肪等都可作為這種新型生物能源的原料。目前巴西生產生物柴油80%是以大豆為原料。規模化培育微藻是巴西正在研發的另一項先進技術，而以微藻作為生物柴油的原料，則可以環保與煉油一舉兩得。

　　中國國務院新聞辦公室在2012年10月24日發布了《中國的能源政策（2012）》白皮書。其中在生物質能部分提到：中國堅持“統籌兼顧、因地制宜、綜合利用、有序發展”的原則，發展生物質能等其他可再生能源。在糧棉主產區，有序發展以農作物秸稈、糧食加工剩余物和蔗渣等為燃料的生物質發電。在林木資源豐富地區，適度發展林木生物質發電。發展城市垃圾焚燒和填埋氣發電。在具備條件的地區推進沼氣等生物質供氣工程。因地制宜建設生物質成型燃料生產基地。發展生物柴油，開展纖維素乙醇產業示范。在保護地下水資源的前提下，推廣地熱能高效利用技術。加強對潮汐能、波浪能、干熱巖發電等開發利用技術的跟蹤和研發。