2007年2月13日
随着对替代燃料的不断探索，越来越多的注意力集中在乙醇上。许多人认为乙醇是一种理想的燃料，因为它燃烧干净，而且可以从植物中生产出来。
最近几天有两次麻省理工学院化学工程教授们也在权衡乙醇的潜力——格雷戈里·斯特凡诺普洛斯教授在2月9日的《科学》杂志上发表了一篇文章，助理教授克里斯塔拉·琼斯·普拉瑟在2月1日的参议院听证会上作证。欧洲杯线上买球
两位教授都对生物燃料能成为美国能源供应的重要组成部分表示乐观，但同时表示，在乙醇能充分发挥其潜力之前，还必须进行更多的研究。
“生物燃料是一项重大的技术挑战，”普拉瑟在参议院能源和自然资源委员会(Senate Committee on Energy and Natural Resources)表示。“没有一种灵丹妙药能让强大的交通燃料行业成为现实。”
据Stephanopoulos说，美国每年生产的50亿加仑乙醇大部分来自玉米，但没有足够的玉米使其成为一个可行的长期来源。
Stephanopoulos说，目前，美国大约16%的玉米作物用于生产乙醇，但如果考虑到生产乙醇所需的能量，这种燃料在美国对液体燃料的需求中所占的比例还不到1%。即使美国所有的玉米都用于乙醇生产，也只能满足美国每年液体燃料消耗量的4 - 5%。
为了取代玉米，科学家们正在利用草类和农业废弃物中的纤维素。在他的《科学》欧洲杯线上买球杂志文章中，斯特凡诺普洛斯概述了从纤维素生产乙醇的几个挑战，以及科学家们正在寻求克服这些挑战的途径。
“生产纤维素乙醇的技术还没有出现，”他说。然而，他估计大规模、经济上可行的纤维素乙醇生产将在10到15年内实现。
据Stephanopoulos说，纤维素材料的主要优势之一是它的丰富。他引用了美国能源部最近的一份报告，该报告估计，美国每年可可持续地生产约14亿吨这种材料。
“如果我们能将其转化为液体燃料，那将成为美国液体燃料的一个相当大的比例，”他说。
此外，从纤维素原料生产乙醇的能量平衡比从玉米生产乙醇有利得多。
从植物能源作物和农业废料中生产乙醇有两个主要步骤。首先，植物材料必须被分解成它的主要成分(纤维素和半纤维素)，这是通过加热、酸、氨或蒸汽处理完成的。在第二步中，纤维素被分解成糖，如葡萄糖，然后发酵成乙醇。这通常是由酵母或其他微生物完成的。
Stephanopoulos说，为了最大限度地提高效率，科学家需要提高每英亩可以生产的植物材料的数量，以及从生物质中可以生产的乙醇的数量。
他在《科学》杂志上的文章中描述了目前的研究方向:欧洲杯线上买球
巩固在一个微生物中分解纤维素和发酵糖成乙醇的能力——“这将是一个极好的可能性，有一个单一的反应器，”斯特凡诺普洛斯说。
去年，Stephanopoulos和麻省理工学院的同事报告说，他们已经开发出一种新的方法来改造酵母的基因组，以产生理想的特性——在这种情况下，酵母能够耐受高水平的乙醇，而乙醇通常对酵母是有毒的。这项技术有望开发出其他特性，使酵母更有效地生产乙醇。
在上周的参议院听证会上，普拉瑟在她事先准备好的声明中指出，如果美国想要致力于转化为乙醇等替代燃料，就必须进行这类研究。
“如果我们要认真对待这一问题，政府必须认真地为我们如何改造基础设施——我们的经济——的长期研究提供资金，”普拉瑟本周表示。
普拉瑟向委员会强调，生物燃料的开发是一个“系统问题，这意味着有很多成分，每一种成分都会对其他成分产生影响。”
虽然一些研究人员追求对微生物进行基因操作，但他们也需要与其他参与燃料生产和消费的人进行协调——例如，工程师设计新的发动机，农业科学家研究新的作物。
普拉瑟说:“这些对话在整个过程中都必须进行。”
她向委员会传达的另一个主要信息是，虽然乙醇很有前途，但其他潜在的生物燃料，如生物柴油、丁醇和氢，不应该被排除在研究之外。
她说，乙醇的能量密度只有汽油的70%，这使得它的效率更低，而且它吸水的倾向使美国目前的石油储存和分销网络受到腐蚀，这是一个令人担忧的问题。
她对委员会说：“更广泛的愿景应该包括替代生物质衍生燃料的可能性，这些燃料具有更好的物理性质，并更好地融入基础设施，即在现有汽车中使用，并可通过现有网络运输的燃料。”。
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