页岩气革命来袭生物基化学品公司寻求新出路
北美页岩气的成功，不仅使得传统石化能源及化学品业不得不重新考虑未来全球石化格局，连生物基燃料和生物基化学品公司也感受到了前所未有的威胁。如何获得更加廉价、更加稳定的原料来源，如何使生物基能源及化学品的价值链更具有经济性，如何实现与天然气产业链的差异化发展，是当前生物基能源及化学品产业正在思索的问题……
投资能源作物获取廉价原料
被称之为“能源甘蔗”的作物是一种含糖量较少的甘蔗系植物，目前，已经被植物学家们开发成为一种可以快速产生大量生物质的专用能源作物，与玉米相比，1英亩能源甘蔗可以生产1800～2200加仑乙醇，而玉米则只能生产约400加仑乙醇。生物燃料公司Canergy已经计划种植足够多的能源甘蔗用于其将在2016年开始投产的一个或多个商业化燃料乙醇工厂的原料。
在炎热、干燥的加利福尼亚Imperial山谷的一片100英亩农业用地上，正在试验种植17种新型的非常规作物。如果试验获得成功，该山谷可以种植的包括生菜、甜瓜和西兰花等作物很有可能有一天会成为生物质燃料和生物基化学品的原料。尽管该山谷因盛产水果和蔬菜闻名，但其45万英亩的土地中逾一半已经在生产用作干草的作物如苏丹草。如果有足够多的农民在作物种植中增加能源甘蔗，该地区将生产大量的生物质。Canergy公司首席执行长Timothy R. Brummels表示：“能源甘蔗在该山谷生长的非常好，我们很期待惊人的产量。”
专用能源作物还包括芦荻、象草，柳枝稷和小黑杨。投资能源作物是生物基燃料和化学品工业获得充裕的廉价原料计划的一部分。
以纤维素基原材料替代食物糖类
与大多数传统的乙醇生产商一样，生物基化工企业如Genomatica、Gevo和Myriant公司已经建立了从玉米或甘蔗中获取糖类的工艺装置。但是这些原料来源仍存在很多劣势，如与其它大宗商品一样，这些原料的价格起伏不定，且供应量可能难以满足大批量处理的需求。为确保该行业的生存能力，他们渴望以更加廉价更加稳定供应的纤维素基原材料来替代食物糖类。企业高管们表示，他们正严密监视纤维素乙醇工业的增长。他们认为，纤维素乙醇工业的成功将为化学品生产获得新的纤维素原料铺平道路。Genomatica公司CEO Christophe Schilling 表示：“几乎每一个我们的化工合作伙伴对潜在的使用生物质原料都感兴趣，主要是因为他们对潜在的低成本原料，以及原料供应的稳定性的预期。”
生物基化学品的路线比化石燃料原料路线更加复杂，由于每一种作物的生物质都不同，使得从植物性原料生产廉价糖类已成为各生物基公司的专门技术。由工程公司Chemtex公司、私人股权公司德州太平洋公司（Texas Pacific）以及酶制造商诺维信(Novozymes)合资成立的贝它可再生能源公司（Beta Renewables）的蒸汽分解纤维素然后以酶处理释放糖分的工艺过程，就引起了生物基化工生产商们的兴趣，包括Canergy、Genomatica、Gevo等公司已经与Beta进行合作。
Beta已经在其位于意大利克雷申蒂诺的商业规模的生物炼油厂内使用该工艺以麦秸和芦荻为原料生产乙醇。Chemtex公司计划在美国北卡罗莱纳州的克林顿新建一座生产设施，以包括芦荻在内的混合能源作物为原料，采用Beta公司的技术进行生产。采用该专利技术从生物质生产糖类的成本为10美分/磅，与当前以玉米为原料生产糖类的成本约18～20美分/磅相比有了很大的降低。Beta首席运营官米歇尔·鲁比诺表示， “要获得贝它可再生能源公司10美分/磅的生物质生产糖类的成本受多种因素的影响，例如生产设施选址的紧凑排列、生产规模和原料选择等。但是首要影响因素是要能获得可利用的生物质。”
原料选择应适宜当地种植条件
对于那些在粮食作物产区运营的公司，获得类似于玉米秸杆、小麦秸杆或甘蔗渣等作物废弃物是首要的选择。这也是纤维素乙醇合作伙伴Poet公司和帝斯曼公司（DSM）的发展战略。玉米基乙醇生产商Poet公司和帝斯曼正在美国爱荷华州的埃米茨堡建设一个命名为“Project Liberty”的合资生产设施。Poet-帝斯曼正在与农户签署合约以获得28.5万吨的玉米秸杆供应其2500万加仑/年的乙醇工厂。杜邦公司（DuPout）也计划在其位于爱荷华州Nevada的2500万加仑/年乙醇工厂半径30英里范围内收集干草作为原料。
另外一种替代方案就是，在种植粮食作物不经济的农业用地上种植能源作物。这种所谓的边际土地可能适合某些类型的能源作物，如多年生牧草。通过这种并不改变粮食作物生产用途的土地利用方式，生物基公司还可以化解许多有关生物基燃料和化学品与人类争夺粮食争论的担忧。据美国环境保护署称，每英亩芦荻可以产出高达15吨的生物质。相比之下，杜邦公司估计每英亩玉米种植土地只能收集到2吨的玉米棒、叶子和茎。通过与控制着大量土地或生物质的公司签署合约可以进一步简化获取原料的过程。
鲁比诺表示：“对我们来说，建立一个专用的能源作物生产基地是建立原料供应链的一个非常不错的方式。这种专门的能源作物生产对于土地的需要量更少，而且生物质产量更高，在此基础上，再加上从附近获得农作物废弃物，就可以保证原料的供应。”今年7月，Beta与Murphy-Brown公司签署了一项长期协议，Murphy-Brown公司正计划种植能源作物多年生牧草。
就近生产最具成本效益
Renmatix公司首席执行官迈克·汉密尔顿表示，最具成本效益的生物基化学品将是在原料产地附近生产。汉密尔顿称：“在全国范围内运输低价值的生物质是不经济的。如果可以整合从原料到消费的整个价值链，那么生物基化学品的经济性将得到优化，并可以与化石燃料基化学品进行竞争。”尤其是当前，由于美国页岩气革命带来了丰富、廉价的天然气供应，这有望降低多数石化产品的成本，而对于寻求以生物质为原料的生物基化学品公司来说，则很难与之竞争。生物基化学品专家指出，崛起的页岩气将迫使生物基化学品制造业进行洗牌。
尽管天然气的崛起对于生物基化学品生产商来说是一种威胁，但是并非意味着生物基化学品就没有出路。Frost & Sullivan公司的巴尔莫建议：“生物基化学品制造商应该将重点放在高碳链业务上，这是天然气化工无法涉及的。”相比之下，C2和C3的生物基化学品很难与天然气化工相竞争。
Genomatica公司就已经开发了生产丁二烯的糖基路线。作为合成橡胶以及1，4-丁二醇，1，4-丁二烯的原料，石化产业通常是从乙烯生产设施的副产品进行加工生产1，4-丁二醇、丁二烯和其它C4化学品，但是以来自于天然气的乙烷和丙烷为原料的乙烯工厂生产的C4产品非常少。不过，传统企业也并不打算向生物基化工生产商轻易地放弃领土。例如，TPC集团打算在其位于休斯敦的一家工厂内通过丁烷脱氢的方式生产丁二烯。（唐绍红 摘译）