網易網訊 馬克斯·普朗克生物物理研究所的哈特穆特·米歇爾在2月的《德國應用化學》(Angewandte Chemie)上發表了一篇社論，僅標題就表明了他的態度：生物燃料是扯淡。他對所有生物燃料領域的研究者和支持者集體發難，而不僅針對成為現今研究大熱門的玉米乙醇這一隅。米歇爾揭示了地球上最重要的蛋白質之一—光合成反應中心的結構，并因此獲得了諾貝爾化學獎—他理所當然知道光合作用是怎么回事。

　　在評論中，米歇爾先解釋了生物燃料合成過程的能量效率。光合作用一直被人類膜拜，然而它并不如我們想象般高效。某種意義上講，它的出現兼有進化的“合適開始”和歷史的偶然性。一方面，植物因無法利用紫外、紅外、綠色光而浪費了光譜中很大一部分能量。而電子轉移及光捕獲蛋白機制則很完美，并且在接下來的光反應和暗反應都有參與。光反應主要獲取光能并產生輔酶NADPH和合成酶ATP，然后暗反應利用這部分能源和降低的電勢與二氧化碳作用合成碳水化合物。但講到能量利用固有低效問題，僅陽光光能的12%能被儲存在NADPH中。

　　接下來，光強度問題似乎陷入了左右為難的陷阱。弱光，顧名思義，光子量低，其合成過程的效率最高。然而如果我們試圖通過增加光強提高效率，又會造成光損失，用米歇爾的話來說，35億年的進化無法克服。如果想要避免這種光損，植物則需將其中一種在光系統II限制效率的關鍵蛋白每小時循環使用約三次。最后，第二步反應的上述關鍵蛋白(RuBisCO，即1,5-二磷酸核酮糖羧化酶)又很難區分二氧化碳和氧分子。要擺脫氧分子的干預則要花很大的力氣。

　　這些難題都指向了一個嚴峻的光合成效率低下問題—這個僅約4%的小之又小的能量轉化率(在人類標準來看已經高得驚人了)無疑給人類潑了一盆冷水。以上種種顯示，想要提高生物燃料效率的任何嘗試都需經過蛋白質工程學上的無數難關。對當前無數致力于此的研究，這可不是什么好兆頭。雖然從學術角度看令人振奮，但是我們需要大幅重組光合成的基本單位，包括重建無數基因途徑以及獲取其能達到量產獲取商業價值的產物。人們很容易低估了從這些技術而獲取凈能量所付出的代價。

　　現在，應用基因工程細菌的生物合成學法，在高價藥品和化工品的領域是大熱門，然而讓細菌做一些有違進化的事并還要做到足以與化石燃料相抗衡，卻路長道遠。米歇爾甚至對最近大熱的紅藻生產生物燃料也不抱多大希望。

　　看完他的預測，不禁想問，有多少像埃克森美孚和基因巨頭克萊格的強強聯手(雙方在2009年簽署了價值6億美元、關于藻類燃料的合作協定)可以真正做到量產呢?最后，那些提供給生物燃料和其生產原料的土地可不可以提供給其他替代能源呢?這些問題還需三思。

　　在光伏發電上，米歇爾則樂觀了很多。光伏發電的能量轉化率已經提升了15%。當最終產品用于汽車時，光伏電池也可以將80%的能量用于驅動汽車。另外，電池技術近期研究進展顯示能量密度有了大幅提升，米歇爾則對此很是看好。

　　在能量利用上，我贊成具體問題具體分析。從能源分布、地理情況、能源需求、購買力和經濟學角度上，找到一勞永逸的解決方案不太現實。不過總是有人站出來推行一個全球適用、近乎神話的單一方案。

　　對太陽能我也秉持類似觀點。現有的解決方案無法解決陽光并不充足地區的傳送問題和太陽能利用率問題。米歇爾的關注點一部分落在了超導電纜的廣泛使用上，然而現在卻是黃粱一夢。盡管擺脫不了上述問題，太陽能在我們的經濟中仍應起很大的作用，尤其在那些陽光充足的地區。

　　至于生物燃料，與其說是技術問題，還不如說是生物學的根本問題。要想顛覆35億年的進化過程是很困難的，時間會證明一切。