兔子身上的綠色商機(jī)

■ 陸 鳴

在孩子們的眼中，兔子是可愛伶俐的小玩伴；在美食家的眼中，兔子是味道鮮美的食材；在皮草商人眼中，兔子是源源不斷的財富。

但是， 在美國朗澤公司（LanzaTech）眼中，兔子所能做的卻遠(yuǎn)不止于此。因為在兔子的身上，他們發(fā)現(xiàn)了已經(jīng)為他們帶來過億資金的微生物。

兔子體內(nèi)的“加工廠”

乙醇是一種重要的有機(jī)原料，不僅廣泛用作有機(jī)溶劑、消毒劑、飲料、食品添加劑和防腐劑等，還被認(rèn)為是替代汽油的最佳燃料之一。工業(yè)上生產(chǎn)乙醇的方法主要有糧食發(fā)酵法、木材水解法、乙烯直接水合法、乙烯間接水合法、乙醛加氫法、一氧化碳（二氧化碳）和氫的羰基化學(xué)合成法等。

相比于這些化工手段，乙醇的生物氣合成法最大的優(yōu)勢就是環(huán)保。

合成氣乙醇發(fā)酵的過程是這樣的：將木質(zhì)纖維素原料全組分（包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素）全部氣化，轉(zhuǎn)化為以氫、一氧化碳和二氧化碳為主要組分的合成氣，然后再利用特殊的微生物將合成氣發(fā)酵為乙醇。合成氣發(fā)酵法可有效避開木質(zhì)纖維素酸、酶水解的技術(shù)障礙，實現(xiàn)木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)組分的全利用。

如果僅僅是把原料局限在木質(zhì)纖維素上，這家成立于2005年的碳循環(huán)技術(shù)公司——郞澤技術(shù)便沒什么優(yōu)勢可言了。關(guān)鍵是他們把原料擴(kuò)大到了一些工業(yè)廢氣，把工業(yè)廢氣的一氧化碳、二氧化碳等“壞分子”改造成綠色環(huán)保的“好員工”——乙醇或異丁烯等。雖然這些乙醇或異丙烯等，最終還是要被用作燃料或其他工業(yè)用品，碳原子還會以二氧化碳的形式排放到大氣中，但是這些碳已經(jīng)被二次利用過，減少了原本要額外從石油或者其他燃料消耗的碳。所以，這為減少企業(yè)的碳排放提供了一種新的途徑。

以先進(jìn)的合成生物學(xué)生產(chǎn)能源物質(zhì)，這是郞澤公司目前正在從事的事業(yè)，也為郞澤不斷帶來合作與效益。孰不知，他們的這一技術(shù)優(yōu)勢卻最初來自在兔子腸道里發(fā)現(xiàn)的一種微生物。

這是一種能將氫氣、一氧化碳以及二氧化碳轉(zhuǎn)變成乙醇和乙酸的特殊的合成氣發(fā)酵菌株——Clostridium autoethanogenum。

利用這株菌的特殊性，他們設(shè)計出能將一氧化碳“發(fā)酵”成燃料乙醇的新型工廠：許多行業(yè)的排放，如鋼鐵制造，與乙酸菌在自然界中生長的熱液噴口產(chǎn)生的氣體非常類似，這些微生物能利用工業(yè)排放氣體完成繁殖和生長。

當(dāng)然，這些株菌也可以讓甘蔗、甜菜糖、稻草等植物資源轉(zhuǎn)化成異丁烯。

Clostridium autoethanogenum使郞澤名利雙收：在2012年被《福布斯》評選為美國100家最有前途的私有企業(yè)之一；截至目前，朗澤已經(jīng)從包括硅谷風(fēng)投公司Vinod Khosla在內(nèi)的投資者手中募集了超過2億美元的資金！

8700萬歐元的大手筆

在鋼鐵生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量一氧化碳，為了達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)通常的做法將是這些氣體捕獲、燃燒，但是這樣做的后果是會產(chǎn)生大量致使全球變暖的二氧化碳。在全球減排減碳的壓力之下，各國政府承諾投資數(shù)十億美元為燃燒化石燃料的電站安裝碳捕捉和儲存（CCS）技術(shù)。不過，由于該項技術(shù)投資昂貴，發(fā)展速度比較緩慢。

先來分析一下鋼鐵工業(yè)廢氣中都有哪些成分。鋼鐵工業(yè)廢氣包括一氧化碳、氫氣、二氧化碳、硫化氫和甲烷等，與乙酸菌Clostridium autoethanogenum的生長環(huán)境非常相似。所以，生物合成氣乙醇發(fā)酵技術(shù)的最大受益行業(yè)就是鋼鐵業(yè)，現(xiàn)在世界上已經(jīng)有一些鋼鐵企業(yè)在實施這一生物轉(zhuǎn)化項目。

2015年7月，安賽樂米塔爾決定為旗下位于比利時根特市的工廠安裝一項用微生物將工業(yè)廢氣轉(zhuǎn)變?yōu)樯镆掖嫉难b置，這樣公司將來可以不用糧食生產(chǎn)生物燃料。項目計劃投資8700萬歐元，分兩期建設(shè)：首期計劃2017年年中完成，初始年產(chǎn)量1.6萬噸乙醇；第二期計劃2018年完工，屆時總產(chǎn)量將達(dá)4.7萬噸/年，足夠50萬輛乙醇混合汽油動力汽車的用量。如果這一項目被證明是商業(yè)可行的，安賽樂米塔爾還計劃將旗下與之相關(guān)的工廠全部安裝上這一系統(tǒng)。

8700萬歐元的手筆決不是冒失之舉。從2011年起，安賽樂米塔爾便與郎澤接洽，開始部署該項目。促成項目最后的落實，也有中國的因素在內(nèi)。因為此類項目的實施，第一家卻是在我國。

寶鋼示范項目

2010年6月，朗澤與寶鋼集團(tuán)、中科院簽署合作協(xié)議，以實現(xiàn)“利用鋼廠廢氣生產(chǎn)燃料乙醇”這一工藝的商業(yè)化。而在此之前，寶鋼排放的尾氣主要用來發(fā)電，用“生物法”將尾氣制成乙醇后附加值比發(fā)電要高3倍以上。“生物法”制乙醇產(chǎn)業(yè)化后其成本將比“糧食法”下降30%～40%。

裝置于2012年3月宣布運行成功，后整體搬遷至首鋼。2015年7月2日，這一300噸全流程工業(yè)煤氣制清潔能源燃料裝置，再次成功產(chǎn)出濃度為99.5%的合格燃料乙醇，為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)可行和環(huán)境治理的支撐，在京津冀地區(qū)率先推進(jìn)鋼鐵工業(yè)煤氣制乙醇產(chǎn)業(yè)化起到示范作用。

目前，首鋼朗澤正在積極準(zhǔn)備啟動年產(chǎn)4.5萬噸燃料乙醇商業(yè)化工廠的項目。該項目建成后或?qū)⒊蔀槿蚴讉€4.5萬噸燃料乙醇商業(yè)化工廠。

這種燃料的碳排放量僅為傳統(tǒng)化石燃料的一半，在全球減排的大背景下，優(yōu)勢相當(dāng)明顯。除了鋼鐵業(yè)，一些航空公司等也在積極計劃生物合成氣的事宜。比如：2011年6月朗澤公司獲得美國國防部先進(jìn)研究項目局的資助，就如何通過低成本的創(chuàng)新方法，使用富含一氧化碳的資源生產(chǎn)噴氣燃料（JP-8）展開研究；維珍大西洋航空公司（Virgin Atlantic），2011年10月11日，朗澤與瑞典生物燃料（Swedish Biofuels）公司和維珍大西洋航空公司共同宣布，將開發(fā)從工業(yè)廢氣生產(chǎn)低碳的合成噴氣燃料煤油的合作；2014年10月25日，英國匯豐銀行宣布加入這一研發(fā)行列，將為上述合作提供資金支持；印度石油公司（IndianOil）和Jindal鋼鐵電力公司于2012年1月宣布與郞澤公司合作，從工業(yè)尾氣中生產(chǎn)商業(yè)化生物噴氣燃料。

在全球節(jié)能減排的大環(huán)境下，其乙醇生物合成的途徑也必將大放異彩。盡管生物合成乙醇的項目，從最初合作到裝置上線的時間也點漫長，但對于鋼鐵廠、煉油廠及化工企業(yè)等尾氣排放污染嚴(yán)重的企業(yè)來說，這些等待也許是值得的。