為何英國(guó)政府會(huì)歡迎燒威士忌的汽車？

　　酒糟發(fā)酵驅(qū)動(dòng)汽車是指酒糟發(fā)酵生成可再生的生物丁醇，利用與汽油性能相近的生物丁醇作為燃料驅(qū)動(dòng)汽車。酒糟是生產(chǎn)飲用酒的剩余殘?jiān)?。人類可食用的糧食、薯類等經(jīng)由發(fā)酵只有約7%轉(zhuǎn)化為乙醇，其他的都是帶酒味的廢渣，俗稱酒糟。中國(guó)五糧液、俄羅斯伏特加、英國(guó)威士忌等算得上世界名酒，都是采用糧食、薯類等發(fā)酵生產(chǎn)的。中國(guó)是個(gè)產(chǎn)酒產(chǎn)詩(shī)的國(guó)家，唐朝詩(shī)人杜甫《飲中八仙歌》寫(xiě)到“李白斗酒詩(shī)百篇”。喝了酒，智商就高了，作文就好寫(xiě)了，當(dāng)然是夸張的寫(xiě)法，高考絕不能喝酒。

　　最近，英國(guó)凱爾特再生能源公司利用酒糟生產(chǎn)生物乙醇紅火，實(shí)際上利用醣類、淀粉、谷物、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等都能生產(chǎn)生物丁醇。

　　英國(guó)的威士忌早就跟能源掛上鉤。泥炭是一種緩慢生成的可再生燃料，其發(fā)熱量超過(guò)12.6kJ/kg以上時(shí)，可以作為燃料。在英國(guó)蘇格蘭地區(qū)，泥炭被大量用于制造蘇格蘭威士忌酒的過(guò)程中，作為烘烤已發(fā)芽大麥所需的燃料來(lái)源。使用泥炭烘干的大麥具有獨(dú)特的煙熏味，已經(jīng)變成蘇格蘭威士忌酒的風(fēng)味特色，稱為“泥炭度（Peatiness）”。        

凱爾特再生能源公司工作區(qū)

　　制酒過(guò)程產(chǎn)生的的酒糟廢料數(shù)量巨大，除了把豬牛吃得爛醉以外，還有一種利用方式是生產(chǎn)生物丁醇，將低價(jià)值的廢物轉(zhuǎn)化為可持續(xù)發(fā)展的高價(jià)值燃料。

　　大家都知道，生物甲醇（methanol fuel）、生物乙醇（bio-ethanol）是替代汽油的可持續(xù)發(fā)展的燃料，生物丁醇卻是第二代生物燃料，更上檔次。

　　生物丁醇特性

　　生物丁醇（biobutanol），或稱“丁醇燃料（butanol fuel）”。生物丁醇比乙醇的含能量高，蒸汽壓力低，不溶于水。它與乙醇不同的是，丁醇可以完全取代汽油，而且單位丁醇燃燒釋放的能量比同等量乙醇釋放的能量高。丁醇可按高比例與汽油進(jìn)行混合作為燃料，而不需要對(duì)汽車進(jìn)行改裝。丁醇的低蒸汽壓力和疏水性，使得丁醇的運(yùn)輸依靠現(xiàn)有的汽油輸送管道及分銷渠道成為可能，這樣就不需要額外建設(shè)混合設(shè)施、存儲(chǔ)罐以及零售管道。環(huán)境效益顯著，能減低溫室氣體的環(huán)境排放，并不影響食品供應(yīng)。

　　生物丁醇的含能量接近汽油（乙醇只有汽油的61%）。與乙醇燃料相比，可多走30％的路程。

　　由生物質(zhì)制取的生物醇類作為燃料的性質(zhì)，包括生物汽油、生物丁醇、生物乙醇。生物醇類作為燃料的性質(zhì)見(jiàn)表。

　　生物丁醇發(fā)展

　　最早采用微生物發(fā)酵生產(chǎn)丁醇是在1861年由路易·巴斯德（ Louis Pasteur，1822～1895年）進(jìn)行的。1905年沙丁爾（F.Schardinger）發(fā)現(xiàn)丙酮也可以按同樣的方法生產(chǎn)。1911年費(fèi)巴齊（Fernbach）研究使用馬鈴薯淀粉作為原料生產(chǎn)丁醇。開(kāi)發(fā)ABE(丙酮-丁醇-乙醇，即aceton、n-butanol 和ethanol的縮寫(xiě))工業(yè)發(fā)酵始于1916年，由魏茨曼采用丙酮丁醇梭桿菌（Clostridium acetobutylicum，也稱為“魏茨曼微生物（Weizmann Organism）”）實(shí)施生物質(zhì)發(fā)酵，并申請(qǐng)了美國(guó)專利。

　　為了使ABE發(fā)酵盈利，就地開(kāi)發(fā)了許多產(chǎn)品回收系統(tǒng)。這些包括氣提、滲透蒸發(fā)、膜萃取、吸附、反滲透。然而此時(shí)并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。對(duì)于氣提工藝，常用氣體是發(fā)酵本身產(chǎn)生的含有二氧化碳和氫的排出氣。

　　在二戰(zhàn)后，與石油生產(chǎn)的溶劑相比，ABE發(fā)酵基本上無(wú)利可圖。 20世紀(jì)50年代美國(guó)許多丁醇商業(yè)性生產(chǎn)的原料來(lái)自化石燃料。常用的工藝是用丙烯，經(jīng)過(guò)加氫甲?；磻?yīng)生成丁醛，然后用氫還原為正丁醇和異丁醇。叔丁醇是由氧化丙烯生產(chǎn)的副產(chǎn)品—異丁烷衍生的。這類丁醇稱為“石油丁醇”。因此，許多ABE發(fā)酵工廠已不再運(yùn)行了。在20世紀(jì)50～60年代，ABE發(fā)酵已被石油化工所取代。由于原料成本不同，ABE發(fā)酵在南非仍然可行，直到1983年關(guān)閉，但隨著油價(jià)上漲和環(huán)境保護(hù)的要求，局勢(shì)又開(kāi)始發(fā)生變化。

　　生物丁醇生產(chǎn)路線和用途

　　由生物質(zhì)生產(chǎn)生物丁醇有兩條基本路線：發(fā)酵和熱化學(xué)轉(zhuǎn)化。

　?、?生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)生物丁醇。生物質(zhì)包括醣類、淀粉、谷物、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，通過(guò)各種不同的處理方法，最終都經(jīng)由ABE發(fā)酵生成丙酮、丁醇和乙醇。

　?、?生物質(zhì)熱化學(xué)加工生產(chǎn)生物丁醇。醣類、淀粉和谷類都不是最好的熱解原料。因此，只有采用纖維素、半纖維素和木質(zhì)素通過(guò)生物質(zhì)熱化學(xué)加工生產(chǎn)丁醇及其他醇類。該法沒(méi)有厭氧消化和分離的步驟，而且原料為非糧食生物質(zhì)。

　　生物丁醇的主要用途：

　?、?生物丁醇作為生物燃料。生物丁醇的含能量接近汽油，其物理性能優(yōu)于乙醇，將是一個(gè)更好的替代能源。

　?、?生物丁醇作為有機(jī)化工原料。丁醇是一種重要的有機(jī)化工原料，用途非常廣泛，主要用于生產(chǎn)鄰苯二甲酸正丁酯、脂肪二元酸和磷酸丁酯、丙烯酸丁酯及醋酸丁酯等；經(jīng)過(guò)氧化生產(chǎn)丁醛或丁酸；用作油脂、醫(yī)藥和香料的提取溶劑以及醇酸樹(shù)脂的添加劑等：用作有機(jī)染料和印刷油墨的溶劑、脫蠟劑。

　　生物丁醇發(fā)展前途

　　生物丁醇是生物燃料的一種，使用生物丁醇不會(huì)增加大氣中的二氧化碳含量，與環(huán)境和諧，但是丁醇燃料能否工業(yè)化生產(chǎn)取決于原油價(jià)格。

　　由于石油價(jià)格上漲和人們對(duì)環(huán)境的日益關(guān)注已經(jīng)導(dǎo)致了ABE工業(yè)發(fā)酵的復(fù)興，并致力于提高生物丁醇的產(chǎn)量。在經(jīng)濟(jì)上，當(dāng)每桶原油超過(guò)80美元時(shí)，丁醇燃料便有利可圖。

　　近年來(lái)，原油價(jià)格暴跌，生產(chǎn)丁醇燃料無(wú)利可圖，但是不管是否有利可圖，研究工作都在進(jìn)行，最近紅火的是，英國(guó)有個(gè)凱爾特再生能源公司每年都副產(chǎn)幾十萬(wàn)噸的廢棄薏米仁以及數(shù)十億公升的液體殘?jiān)淳圃?。英?guó)政府已經(jīng)投資 1100 萬(wàn)英鎊幫助開(kāi)發(fā)利用威士忌副產(chǎn)酒糟采用魏茨曼發(fā)酵技術(shù)（Weizmann fermentation process）生產(chǎn)汽車燃油。

　　全球能源從化石燃料朝著清潔能源發(fā)展，其中生物燃料占據(jù)重要地位。2014年已達(dá)70 792 000噸油當(dāng)量，比2013年增長(zhǎng)7.4%。中國(guó)較為后進(jìn)，只占全球總量的3%，低于美國(guó)、巴西、德國(guó)、阿根廷、印度尼西亞和法國(guó)，居世界第七位。在全球生物燃料產(chǎn)量中，生物柴油和生物乙醇占主導(dǎo)地位，生物丁醇極少。生物丁醇生產(chǎn)的特點(diǎn)是采用了丙酮丁醇梭桿菌，使其產(chǎn)物性能接近汽油。顯然，生物丁醇是可再生的生物燃料發(fā)展的方向。目前，原油價(jià)格暴跌是暫時(shí)現(xiàn)象，總會(huì)反彈的，因此，研究者仍然不辭勞苦的研究減低生產(chǎn)成本的方法。（【無(wú)所不能專欄作家，龐名立，曾在中國(guó)計(jì)量科學(xué)院（北京）和中石油（四川）工作。著有多本石油和天然氣書(shū)籍?！浚?/p>