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    來源： 中國科技網作者： 華凌
  
                              
                          

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

    “替代”的曲折之途

     相對業內傳統而主流的技術而言，替代技術畢竟屬于新生事物，帶著些許新銳、青澀，甚至是風險，只有經受住實際應用及市場的檢驗和滌蕩，假以時日方可“修成正果”，有望名符其實地成為“龍頭老大”。

      例如，在尋找取代氟利昂替代技術的過程中，就一波三折。

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

    這時，含氫氯氟烴（HCFC）受到青睞。但科研人員發現，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，特別是其在一些發展中國家產量巨大會帶來更大的不良效應。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》第4次締約方會議把HCFC列入黑名單。各國將從1996年起凍結含氫氯氟烴的生產量，到2030年完全禁用。1997年，發達國家決定，全面禁用含氫氯氟烴的時間從2030年提前至2020年，發展中國家則需要在2040年之前全面禁用。

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

      不過，新麻煩接踵而至。研究者發現，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、使用和進出口將受到嚴格控制。

      這時，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。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，碳氫化合物在長期日照之下可能爆炸。

      于是，目前國際上致力于開發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。去年7月，傳來好消息。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線順利通過專家組驗收，這意味著為全世界新型冷媒技術路線的選擇開辟了一條新的出路，對推動新型環保制冷劑應用技術的發展具有重大意義。隨著該技術的進一步推廣使用，全球每年可減少溫室氣體排放1億噸。

      然而，此項新的替代技術是否為既制冷又環保的權宜之策，不知哪天會再被取而代之呢？相信時間會作出應答。

      “替代”技術的勃勃生機

      盡管道路是曲折的，但為了人類未來的可持續生存和發展，科研人員仍樂此不疲，有了新的想法即會積極嘗試，期盼發現一個新的大陸或是一片海闊天空。正如沃爾特•迪斯尼所言：“只要敢于夢想，你就一定可以做到。”

      從農業廢棄物中發現動力與從甘蔗中找到橡膠元素，即是兩個給人們帶來驚喜的成功案例。

      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生物燃料乙醇而導致食品價格上漲，加劇了全球貧困程度，顯然這不是解決問題的方向。這時，芬蘭科伯利生物技術有限公司把目光投向了非糧又非木的農業廢棄物，如稻草、秸稈、蔗渣、竹子、蘆葦等。

      在糧食等農作物種植生產加工過程中，全球產生約50億噸農業剩余物，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剩余物可以作為生產造紙紙漿和生物燃料乙醇的原料，其巨大的年產量和可持續利用性決定了其具有巨大的利用空間和發展潛力。而由此誕生的清潔高效的精煉技術被世界銀行國際金融公司和美國能源部評為最環保、最經濟可行的解決方案。

      據介紹，該公司的精煉技術能夠對農業剩余物和非木且非糧食的生物質資源加以循環利用并生產出高質量的造紙纖維、乙醇和化學試劑。采用formicofibTM處理技術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是利用非糧生物質生產燃料乙醇的處理技術，可選擇性地從生物質中分離纖維素、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。全球天然橡膠生產國協會（ANRPC）日前表示，隨著世界各國的發展，特別是亞洲一些新興市場的需求擴大，未來幾年天然橡膠的供應會一直很緊張，價格會有很大的漲幅。而石油的價格更是在不斷飆升。

      作為替代方案，兩三年前德國特殊化學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乙烯的試驗性工作之后，這一想法得以實現。

      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品Keltan Eco，主要用于生產汽車門密封條和雨刮器。經檢測，其品質完全可與同類產品相媲美。朗盛已于近期對該產品進行商業化生產，計劃初期年產量約1萬噸。

      據介紹，Keltan Eco使用的是直接來自甘蔗的一代產品，如甘蔗的糖分。而下一步將針對二代產品，如甘蔗葉和甘蔗渣進行深度開發。

      順著“替代”的思路，朗盛已經開始尋找主要用于輪胎產業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，通過另一種作物玉米生產丁基橡膠所需的關鍵原材料——異丁烯。

      顯然，這樣的替代產品性能優異，而且還減少了能源消耗和企業的碳足跡。

      防止技術更替中的風險

      由于技術的不斷進步、速度的加快，或者技術路線的改變，同一個產品、同一個行業就會產生新老技術的更替及一系列甚至是顛覆性的風險。

      相對于人類歷史上以前的幾次工業革命而言，目前我們迎來了以新能源為首的“綠色工業革命”，即新能源、新材料、新環境、新生物的科技革命。無疑，對一個國家而言，發展哪些新興產業，如何確定技術路線，如何最大限度地減少在技術及產業發展過程中新技術替代原有技術所造成的風險問題，對該國的產業安全至關重要。

      有專家指出，這種風險主要表現在，首先、大量技術研發投資無法收回，即已進行了大量投資，由于新技術出現而顛覆了原有技術造成的損失；其次，產業裝備上的投資損失，造成某個技術路線的整套裝備都可能報廢；再有，老技術企業退出產生銀行壞賬的處理、人員遣散成本等問題。

      防止技術更替的風險對策有，密切關注國際上新技術的發展，捕捉和跟蹤新信息，特別是一些重大產業的新技術進展，并及時評估每項新技術可能給各個產業帶來的機會和風險；要清楚國內新技術研發的分布和水平情況，摸清新技術究竟掌握在誰手里及進展程度；密切關注外資并購及對國內技術的收購情況，支持國內技術研發的產業化、市場化，必要時采取政府采購、國防采購等措施支持國內的新技術產業等。

      另外，在一些重大技術的總體發展上，要從國家層面明確采取的技術戰略是跟隨、同步還是趕超戰略。如在電動車方面，若采取跟隨戰略，就是人家給你什么技術你就用什么技術；同步戰略，就是你搞什么技術我也搞什么技術，替代咱們一起替代；超前技術進步的戰略，指新技術的市場化、產業化，要避免你的技術產業化后，替代技術所產生的較大損失。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儲備。

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

      另外，為刺激混合動力汽車的大規模使用，奧巴馬政府擬用減稅的辦法，采用為美國人購買混合動力汽車每臺補貼7000美元的刺激政策，期望到2015年美國市場上能夠有100萬臺美國本土生產的插電式混合動力汽車。

      按照歷史經驗，每當在發展中出現重大危機或轉折關頭，如果一個國家能提出一個跨越十年乃至二三十年的技術戰略，將會給該國帶來切實利益，使之走出危機，同時也能為世界制定出一套相關技術規則，促使技術不斷更替，推動生產力前進發展。

《科技日報》（2012-04-01 二版）
(中國科技網)
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