經(jīng)過長久的研究和探索，科學(xué)家們已經(jīng)熟知如何將樹木、灌木、種子、菌類、藻類和動(dòng)物脂肪等有機(jī)物轉(zhuǎn)化成生物燃料，為汽車、輪船甚至飛機(jī)提供動(dòng)力。對于缺少化石燃料的國家來說，讓生物燃料作為替代燃料可謂一舉兩得，既能提供動(dòng)力，又能降低空氣中的碳排放量。然而，令人沮喪的是，大批量生產(chǎn)生物燃料成本高昂，難與化石燃料競爭。

比如，乙醇是一種含酒精的化學(xué)燃料，很容易從含糖或含淀粉的植物中蒸餾出來。美國政府自1979年開始大力推廣使用乙醇含量10%的混合燃料。由植物油脂提取物和柴油混合的生物柴油也在歐洲得到推廣使用。這些都屬于“第一代”生物燃料。生產(chǎn)這些燃料所需的原材料都是人和牲畜的糧食，這大大限制了產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

為了克服“第一代”生物燃料的限制，過去10年，數(shù)家新興企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，致力于發(fā)展“第二代”生物燃料。其中，一些企業(yè)希望摒棄“糧食換燃料”的模式，使用沒有營養(yǎng)價(jià)值的原料，比如農(nóng)業(yè)廢棄物或生長快速的樹木和雜草。另一些企業(yè)希望生產(chǎn)出直接替代化石燃料的純生物燃料，而不是混合燃料。

然而，夢想未能照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。生物燃料行業(yè)近幾年放緩了前進(jìn)的腳步，曾經(jīng)雄心勃勃的新興公司要么破產(chǎn)，要么壓縮規(guī)模。生物燃料價(jià)格高企，消費(fèi)者們對新技術(shù)并不買賬。同時(shí)，由于水力壓裂技術(shù)的廣泛應(yīng)用而“解鎖”的石油、天然氣儲(chǔ)量成為美國能源獨(dú)立的另一個(gè)替代選項(xiàng)。生物燃料到底哪里出了問題？

能否以低成本實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)是生物燃料的最大挑戰(zhàn)。

殼牌公司2008年曾發(fā)起了10個(gè)先進(jìn)的生物燃料項(xiàng)目。但目前大部分項(xiàng)目已被叫停，沒有一個(gè)能夠投入商業(yè)生產(chǎn)。殼牌公司負(fù)責(zé)可替代能源的副總裁MatthewTipper表示，所有項(xiàng)目都可以在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模下生產(chǎn)燃料，但并不具備投入市場的能力，因?yàn)橹圃斐杀?ldquo;高得超乎想象”。

巴西公司Cosan曾是“第一代”生物燃料生產(chǎn)商，現(xiàn)在他們與殼牌合作，即將開始生產(chǎn)“第二代”燃料——纖維素乙醇。Cosan打算使用傳統(tǒng)乙醇工廠生產(chǎn)二代產(chǎn)品，用新產(chǎn)品的加工工藝加強(qiáng)一代產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，而不是單純的更新?lián)Q代。

“第二代”生物燃料的關(guān)鍵在于原料。

全球第一家以工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)“第二代”生物燃料的公司是Beta Renewables，它是意大利化工巨頭康泰斯公司（Chemtax）的子公司。這家公司使用附近農(nóng)場的稻草生產(chǎn)纖維素乙醇，今年夏天產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到工廠總產(chǎn)能的一半。他們打算在四季使用不同的廉價(jià)應(yīng)季植物廢料。比如，秋天使用玉米廢棄物，冬天使用稻桿，春天使用桉樹枝葉。Beta Renewables已經(jīng)取得在巴西和馬來西亞使用該技術(shù)的執(zhí)照，并希望能在年底之前在更多國家取得執(zhí)照。

除了像BetaRenewables這樣的公司之外，另一些公司致力于研究純生物燃料。相較于混合式燃料，純生物燃料受政策影響較少。

美國加利福利亞州的Amyris公司經(jīng)過研究，利用酵母菌和其它微生物發(fā)酵糖合成，目前能夠限量生產(chǎn)可再生柴油，這種燃料已經(jīng)被用于巴西的公共汽車上。此外，公司正在嘗試獲得可再生航空燃料的商用許可。

另一家加利福利亞州的公司——Solazyme，同樣專注于生產(chǎn)可再生柴油和航空燃料，他們使用的原料來自藻類植物——在封閉的發(fā)酵池中種植藻類植物，與糖一起作為原料使用。美國海軍已經(jīng)在訓(xùn)練演習(xí)中使用了上千噸這種藻類燃料，并且，美國連鎖加油站Propel最近已成為首個(gè)藻類柴油供應(yīng)商。盡管該技術(shù)已經(jīng)得到應(yīng)用，但Solazyme仍在為“鈔票”而精打細(xì)算著。今年底之前，Solazyme位于巴西的藻類工廠將投產(chǎn)，產(chǎn)量為1.1億升，屆時(shí)這種藻類技術(shù)的商業(yè)潛力將見分曉。

很多觀察者質(zhì)疑生物燃料相較于化石燃料的競爭力。澳大利亞生物技術(shù)和納米技術(shù)研究所研究員Daniel Klein對可再生航空燃料進(jìn)行了綜合分析，他認(rèn)為，以蔗糖為原料的“第一代”生物燃料若要戰(zhàn)勝化石燃料，要等到原油價(jià)格至少需達(dá)到168美元/桶的時(shí)候；以藻類技術(shù)為導(dǎo)向的“第二代”生物燃料若要具有競爭力，則油價(jià)必須飆升到1000美元/桶以上。

然而，即使“第二代生物燃料”技術(shù)能夠克服成本高昂的問題而擴(kuò)大規(guī)模，它仍然面臨問題，例如原材料供應(yīng)。Beta Renewables指出，該公司每年生產(chǎn)1.4億升生物燃料需要35萬噸原材料，并且全世界只有特定的區(qū)域能夠提供如此多的材料，比如巴西、美國部分地區(qū)以及亞洲。

雖然全世界每年產(chǎn)生數(shù)以億噸計(jì)的農(nóng)業(yè)廢料，但收集和運(yùn)輸這些廢料成本昂貴。此外，很多農(nóng)場就地將農(nóng)業(yè)廢料用來滋養(yǎng)土地、飼養(yǎng)牲口或燃燒取能。如果木頭被用來制造生物燃料，建筑業(yè)和造紙業(yè)將受到?jīng)_擊。美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）近期決定將在農(nóng)場種植生長迅速的蘆竹用于生產(chǎn)生物燃料，但遭到大批環(huán)境組織的抗議，他們認(rèn)為這對環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不良影響，而且會(huì)導(dǎo)致生物入侵。

曾經(jīng)的“糧食換燃料”如今變成了“植物換燃料”，映射出當(dāng)今生物燃料的發(fā)展現(xiàn)狀，這種艱難的情況還將延續(xù)下去，直到人們認(rèn)為燃料比生態(tài)更為重要。