近几年来，随着全球石油价格的不断攀升，发展以农业产品和副产品为原料的生物能源更成为一个全球性的热门话题。如何有效地开发出生物能源，一直是摆在各国政府面前的一件大事。
仅以美国为例。在美国政府各项优惠政策的鼓励下，乙醇产业的投资快速增长。目前，在经过了将粮食转化为乙醇的热潮之后，美国农业部和能源部的研发机构正积极开发将富含纤维素的生物质转化为乙醇的生产技术。事实上，那些林业和农业中的废弃物，包括玉米秸秆、麦秸、稻草、树枝等，已经开始实现废物的再利用，纤维素乙醇技术的开发和纤维素乙醇的商业化生产正渐成气候和规模。从总统、内阁和各州政府到投资公司和企业似乎都在看好纤维素乙醇。人们不禁要问：“纤维素乙醇，会成为未来的能源吗？”
纤维素精炼厂方兴未艾
在乔治亚州郊区的松林里，该州森林委员会的项目经理德文•达特奈尔似乎找到了一条燃料经济的新道路。因为下个月，这里就将诞生一座能够将森林废料转化为汽车燃料———乙醇的加工厂。兰治燃料加工厂承担着一个重要的测试任务，就是看木材和农业副产品能否成为经济可行的生产乙醇制品的原料。
根据最新出版的《生物燃料生物制品生物提炼》期刊报道，兰治的第一个工厂完工后，将每年生产2000万加仑的乙醇。它的目标是将年生产能力扩展到一亿加仑。达特奈尔估计，这个州有足够的木材剩余物，每年可生产20亿加仑乙醇。
目前，在美国19个州中已有110个类似的“生物精炼厂”投入运行，另有73个正在建设中。其中，许多州的纤维素精炼厂都可以享受免费使用土地和税费减免等优惠政策，表现出更强劲的发展势头。美国农业部和能源部的报告认为，美国每年可提供13亿吨干物质原材料，用它生产出的乙醇等生物燃料可满足美国运输燃料需求的1/3。
纤维素与谷类孰优孰劣
但是，提炼生物燃料目前还面临很多意想不到的困难，包括长期存在的技术障碍和环境问题。要对生物燃料的利害权衡并得到清晰的答案，是很棘手的。
目前燃料乙醇的原料主要是玉米，美国生产燃料乙醇消耗的玉米数量已急剧增加，2006年已占玉米总产量的12%%。玉米的价格在期货市场上也大幅上扬。近年来玉米价格的不断攀升使以玉米作为主要饲料的美国畜牧业农户大为不满，他们强烈要求政府拿出对策。高涨的玉米价格也使以玉米为主粮的国家如墨西哥出现了社会动荡不安。
以玉米为原材料生产乙醇目前受到政府的政策支持和投资资本支持。相比之下，生产纤维素乙醇需要更复杂的生物技术和精炼工艺。但应用纤维素乙醇技术意味着能使用几乎所有的植物作为原料，从而避免了粮食危机。
纤维素乙醇的支持者说，从森林或农业废料中提炼乙醇并不像玉米那样需要较多的水和劳动力。对于兰治燃料加工厂而言，只需伐木工人将木材、树木拖到统一的地点，然后将树尖和树枝切下，为兰治燃料厂的多步骤的热化学处理程序提供原料。
树枝被放入一个巨大的储存罐中，那里有巨大的热能和压力使得混合物转化为气体。气体被处理后，通过化学催化剂，将气体转化为酒精。最后，乙醇气体转化为燃料并以液态保存。许多公司正在探索生产纤维素乙醇的不同的路线和方法。洛根公司是几个采用酶处理程序的公司之一，已经在美国国内和加拿大的渥太华建立了示范厂。他们用一种特别制造的酶，可以有效地将玉米梗、麦秸等作物废料转化为乙醇，其他的木材废渣，甚至遭受过自然灾害和火灾的木头，也可以被利用。
从木材和草类提炼生物油最大的障碍是较高的投资成本。但是美国爱德华州立大学最新的研究认为，由于非粮作物的价格低廉，而玉米价格持续上涨，纤维素乙醇的生产成本只有生产玉米乙醇的1/4到1/5，所以最后成品油的成本差别并不很大。
环保主义为之鼓掌
采用纤维素生产乙醇，对环保究竟是利大于弊还是弊大于利？
环保主义者正密切注意这一变化，他们认为，从农业和森林废弃物中的纤维素生产乙醇，要比从玉米中生产乙醇产生较少的温室气体。在全球气温日益变暖的今天，其意义不同反响。美国自然资源保护委员会的研究显示，平均来说，同生产每加仑汽油相比，用玉米生产乙醇可减少18%%的温室气体排放。而根据原材料的不同，用其他纤维素材料生产乙醇则将减少50%%至75%%的温室气体排放。所以，用纤维素生产乙醇更符合美国自然保护委员会倡导的低碳生物油政策。
达特奈尔认为，即将投入使用的兰治加工厂将更有助于实现环保。在森林周围建设一个燃料厂，就不必担心森林会遭到过度砍伐。事实上，这个州植树的速度要远远快于砍伐速度。而且，将树木的残余物派上用场，将会使林场主们有更大的兴趣管理林场，并使其可持续化。
美国总统布什曾提出，要在6年内将纤维素乙醇发展成为实际可行并具有竞争力的汽车燃料。无疑，如何进一步提高植物纤维素的转化率，降低生产成本，开发更具商业化的生产工艺，突破在纤维素能源产业化道路上经济和技术的双重障碍，都是各阶层人士思考的问题。
由此可见，纤维素乙醇要真正成为未来有效的新能源还任重而道远。
本报记者 姜海 来源：科技日报
