來(lái)源： 中國科技網(wǎng)作者： 華凌
  
                              
                          

    每個(gè)行業(yè)都有主流的技術(shù)方向及解決方案，但是并不意味著(zhù)其永遠可行，當出現各種瓶頸和阻礙時(shí)，人們則會(huì )轉換思路，另辟蹊徑，特別是來(lái)自全球環(huán)境的壓力和資源的日益緊張，各國科學(xué)家在不斷尋求各種替代技術(shù)，追求可持續的生產(chǎn)方式，以降低溫室氣體的排放。由此，給世界帶來(lái)新一輪的革新與顛覆。

    “替代”的曲折之途

     相對業(yè)內傳統而主流的技術(shù)而言，替代技術(shù)畢竟屬于新生事物，帶著(zhù)些許新銳、青澀，甚至是風(fēng)險，只有經(jīng)受住實(shí)際應用及市場(chǎng)的檢驗和滌蕩，假以時(shí)日方可“修成正果”，有望名符其實(shí)地成為“龍頭老大”。

      例如，在尋找取代氟利昂替代技術(shù)的過(guò)程中，就一波三折。

      根據《蒙特利爾協(xié)議》的規定，全球將在2030年全面禁止對氟利昂的氯氟烴（CFC）類(lèi)物質(zhì)的使用，尋找氟利昂替代工質(zhì)，已成為制冷行業(yè)最迫切的任務(wù)。而人工合成制冷劑新型冷媒R410-A，雖然對臭氧層沒(méi)有明顯破壞作用，但其引發(fā)的溫室效應與氟利昂不相上下。

    這時(shí)，含氫氯氟烴（HCFC）受到青睞。但科研人員發(fā)現，其雖比CFC對臭氧層的破壞力要小，但依然有較強的破壞能力，特別是其在一些發(fā)展中國家產(chǎn)量巨大會(huì )帶來(lái)更大的不良效應。此外，它的溫室氣體效應比CFC更甚，其全球變暖潛能值（GWP值）是CFC的兩三倍。

于是，一波剛平，一波又起。1992年11月，《蒙特利爾議定書(shū)》第4次締約方會(huì )議把HCFC列入黑名單。各國將從1996年起凍結含氫氯氟烴的生產(chǎn)量，到2030年完全禁用。1997年，發(fā)達國家決定，全面禁用含氫氯氟烴的時(shí)間從2030年提前至2020年，發(fā)展中國家則需要在2040年之前全面禁用。

      全球新一輪淘汰消耗臭氧層物質(zhì)的運動(dòng)再次掀起。1991年，美國聯(lián)信公司（現為霍尼韋爾公司）研制出一種對臭氧層沒(méi)有任何破壞作用的氫氟烴（HFC）混合制冷劑R410-A。該公司于1996年因此獲得美國環(huán)境保護署授予的“大氣臭氧層保護獎”。

      不過(guò)，新麻煩接踵而至。研究者發(fā)現，HFC對臭氧層非常友好，溫室效應卻十分強烈。歐盟在2006年規定，包括HFC在內的氟氣體的生產(chǎn)、使用和進(jìn)出口將受到嚴格控制。

      這時(shí)，人們將目光投向另一種既不破壞臭氧層、溫室效應又比較低的替代品——以R600-A為代表的碳氫化合物。這種替代物已被用于冰箱制冷，但它并不適合數量龐大的家用空調行業(yè)。其原因在于冰箱制冷量小，每臺冰箱平均只需用50克碳氫化合物，而每臺空調設備平均需要1公斤左右的碳氫化合物。特別是，普通分體式空調有一半安裝在室外，碳氫化合物在長(cháng)期日照之下可能爆炸。

      于是，目前國際上致力于開(kāi)發(fā)適合分體空調的以碳氫制冷劑R290（丙烷）為冷媒的制冷新技術(shù)。去年7月，傳來(lái)好消息。由中德合作的全球首例以“丙烷”作為冷媒取代氟利昂的分體式空調示范生產(chǎn)線(xiàn)順利通過(guò)專(zhuān)家組驗收，這意味著(zhù)為全世界新型冷媒技術(shù)路線(xiàn)的選擇開(kāi)辟了一條新的出路，對推動(dòng)新型環(huán)保制冷劑應用技術(shù)的發(fā)展具有重大意義。隨著(zhù)該技術(shù)的進(jìn)一步推廣使用，全球每年可減少溫室氣體排放1億噸。

      然而，此項新的替代技術(shù)是否為既制冷又環(huán)保的權宜之策，不知哪天會(huì )再被取而代之呢？相信時(shí)間會(huì )作出應答。

      “替代”技術(shù)的勃勃生機

      盡管道路是曲折的，但為了人類(lèi)未來(lái)的可持續生存和發(fā)展，科研人員仍樂(lè )此不疲，有了新的想法即會(huì )積極嘗試，期盼發(fā)現一個(gè)新的大陸或是一片海闊天空。正如沃爾特•迪斯尼所言：“只要敢于夢(mèng)想，你就一定可以做到。”

      從農業(yè)廢棄物中發(fā)現動(dòng)力與從甘蔗中找到橡膠元素，即是兩個(gè)給人們帶來(lái)驚喜的成功案例。

      當全球的石油和天然氣儲量迅速減少，有人試圖用糧食作物谷物生產(chǎn)生物燃料乙醇而導致食品價(jià)格上漲，加劇了全球貧困程度，顯然這不是解決問(wèn)題的方向。這時(shí)，芬蘭科伯利生物技術(shù)有限公司把目光投向了非糧又非木的農業(yè)廢棄物，如稻草、秸稈、蔗渣、竹子、蘆葦等。

      在糧食等農作物種植生產(chǎn)加工過(guò)程中，全球產(chǎn)生約50億噸農業(yè)剩余物，其中大部分被焚燒或丟棄在田野中，相當于造紙木材用量的10倍。而這些非木非糧農業(yè)剩余物可以作為生產(chǎn)造紙紙漿和生物燃料乙醇的原料，其巨大的年產(chǎn)量和可持續利用性決定了其具有巨大的利用空間和發(fā)展潛力。而由此誕生的清潔高效的精煉技術(shù)被世界銀行國際金融公司和美國能源部評為最環(huán)保、最經(jīng)濟可行的解決方案。

      據介紹，該公司的精煉技術(shù)能夠對農業(yè)剩余物和非木且非糧食的生物質(zhì)資源加以循環(huán)利用并生產(chǎn)出高質(zhì)量的造紙纖維、乙醇和化學(xué)試劑。采用formicofibTM處理技術(shù)針對非木造紙纖維加以精煉，可用于紙張、紙板、包裝和衛生用品等。formicobioTM是利用非糧生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇的處理技術(shù)，可選擇性地從生物質(zhì)中分離纖維素、半纖維素。

      合成橡膠的原材料是石油，還需要與天然橡膠按一定比例混合才能制成。全球天然橡膠生產(chǎn)國協(xié)會(huì )（ANRPC）日前表示，隨著(zhù)世界各國的發(fā)展，特別是亞洲一些新興市場(chǎng)的需求擴大，未來(lái)幾年天然橡膠的供應會(huì )一直很緊張，價(jià)格會(huì )有很大的漲幅。而石油的價(jià)格更是在不斷飆升。

      作為替代方案，兩三年前德國特殊化學(xué)品公司朗盛計劃使用完全從可再生資源甘蔗中所提取的乙烯為原料。當該公司的科研人員在巴西完成了從當地的甘蔗中提取酒精以生產(chǎn)乙烯的試驗性工作之后，這一想法得以實(shí)現。

      去年在德國杜塞爾多夫及中國北京舉辦的朗盛橡膠日活動(dòng)上，該公司展示了全球首款從甘蔗中提取的生物基三元乙丙橡膠產(chǎn)品Keltan Eco，主要用于生產(chǎn)汽車(chē)門(mén)密封條和雨刮器。經(jīng)檢測，其品質(zhì)完全可與同類(lèi)產(chǎn)品相媲美。朗盛已于近期對該產(chǎn)品進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，計劃初期年產(chǎn)量約1萬(wàn)噸。

      據介紹，Keltan Eco使用的是直接來(lái)自甘蔗的一代產(chǎn)品，如甘蔗的糖分。而下一步將針對二代產(chǎn)品，如甘蔗葉和甘蔗渣進(jìn)行深度開(kāi)發(fā)。

      順著(zhù)“替代”的思路，朗盛已經(jīng)開(kāi)始尋找主要用于輪胎產(chǎn)業(yè)的丁基橡膠的替代原料。該公司正與總部設在科羅拉多州的Gevo有限公司合作，通過(guò)另一種作物玉米生產(chǎn)丁基橡膠所需的關(guān)鍵原材料——異丁烯。

      顯然，這樣的替代產(chǎn)品性能優(yōu)異，而且還減少了能源消耗和企業(yè)的碳足跡。

      防止技術(shù)更替中的風(fēng)險

      由于技術(shù)的不斷進(jìn)步、速度的加快，或者技術(shù)路線(xiàn)的改變，同一個(gè)產(chǎn)品、同一個(gè)行業(yè)就會(huì )產(chǎn)生新老技術(shù)的更替及一系列甚至是顛覆性的風(fēng)險。

      相對于人類(lèi)歷史上以前的幾次工業(yè)革命而言，目前我們迎來(lái)了以新能源為首的“綠色工業(yè)革命”，即新能源、新材料、新環(huán)境、新生物的科技革命。無(wú)疑，對一個(gè)國家而言，發(fā)展哪些新興產(chǎn)業(yè)，如何確定技術(shù)路線(xiàn)，如何最大限度地減少在技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中新技術(shù)替代原有技術(shù)所造成的風(fēng)險問(wèn)題，對該國的產(chǎn)業(yè)安全至關(guān)重要。

      有專(zhuān)家指出，這種風(fēng)險主要表現在，首先、大量技術(shù)研發(fā)投資無(wú)法收回，即已進(jìn)行了大量投資，由于新技術(shù)出現而顛覆了原有技術(shù)造成的損失；其次，產(chǎn)業(yè)裝備上的投資損失，造成某個(gè)技術(shù)路線(xiàn)的整套裝備都可能報廢；再有，老技術(shù)企業(yè)退出產(chǎn)生銀行壞賬的處理、人員遣散成本等問(wèn)題。

      防止技術(shù)更替的風(fēng)險對策有，密切關(guān)注國際上新技術(shù)的發(fā)展，捕捉和跟蹤新信息，特別是一些重大產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)進(jìn)展，并及時(shí)評估每項新技術(shù)可能給各個(gè)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的機會(huì )和風(fēng)險；要清楚國內新技術(shù)研發(fā)的分布和水平情況，摸清新技術(shù)究竟掌握在誰(shuí)手里及進(jìn)展程度；密切關(guān)注外資并購及對國內技術(shù)的收購情況，支持國內技術(shù)研發(fā)的產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化，必要時(shí)采取政府采購、國防采購等措施支持國內的新技術(shù)產(chǎn)業(yè)等。

      另外，在一些重大技術(shù)的總體發(fā)展上，要從國家層面明確采取的技術(shù)戰略是跟隨、同步還是趕超戰略。如在電動(dòng)車(chē)方面，若采取跟隨戰略，就是人家給你什么技術(shù)你就用什么技術(shù)；同步戰略，就是你搞什么技術(shù)我也搞什么技術(shù)，替代咱們一起替代；超前技術(shù)進(jìn)步的戰略，指新技術(shù)的市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化，要避免你的技術(shù)產(chǎn)業(yè)化后，替代技術(shù)所產(chǎn)生的較大損失。這三種戰略不同，采取何種戰略，主要取決于自身的人力資本與技術(shù)儲備。

      美國總統奧巴馬上臺以來(lái)，首先在能源技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)方面做出部署，由此帶來(lái)重大轉折。美國政府計劃在未來(lái)5年投入1500億美元，用于能源新技術(shù)方面的大規模投資建設。目前包括超導電網(wǎng)、智能電網(wǎng)、太陽(yáng)能、光伏電池等在內的一系列能源新技術(shù)儲備已經(jīng)充足，這是繼IT革命之后，美國在技術(shù)大規模更替方面的主要方向之一，也是在做新能源、新技術(shù)的籌備。

      另外，為刺激混合動(dòng)力汽車(chē)的大規模使用，奧巴馬政府擬用減稅的辦法，采用為美國人購買(mǎi)混合動(dòng)力汽車(chē)每臺補貼7000美元的刺激政策，期望到2015年美國市場(chǎng)上能夠有100萬(wàn)臺美國本土生產(chǎn)的插電式混合動(dòng)力汽車(chē)。

      按照歷史經(jīng)驗，每當在發(fā)展中出現重大危機或轉折關(guān)頭，如果一個(gè)國家能提出一個(gè)跨越十年乃至二三十年的技術(shù)戰略，將會(huì )給該國帶來(lái)切實(shí)利益，使之走出危機，同時(shí)也能為世界制定出一套相關(guān)技術(shù)規則，促使技術(shù)不斷更替，推動(dòng)生產(chǎn)力前進(jìn)發(fā)展。

《科技日報》（2012-04-01 二版）
(中國科技網(wǎng))
本篇文章來(lái)源于 科技網(wǎng)|www.stdaily.com