植物通过其叶绿体的作用,是一流的太阳能采集器。它们以此建造叶,花,果实,茎,根。我们收获的是其中一小部分:食物形式的能源以及更少量的以木材形式用于采暖。
但植物生物量的绝大多数未被利用。在全球每个农业地区,大量的农作物结构部分,如玉米秸秆、甘蔗,豆茎,小麦茎杆,由于我们尚未找到将其转换成燃料的方法而被丢弃。
在使植物细胞壁耐化学转化上投入了数十年研究的植物科学家丹尼尔Cosgrove认为不该是这样。
他说,我们需要的是一种液体燃料,最好是碳中性的,可大批量生产并与现代内燃机兼容。我们得到的最接近的是乙醇,主要来自玉米发酵,然后将其加入石油汽油。但玉米乙醇并非长久之计。它将主要农业土地脱离粮食生产,降低生态系统的多样性,并且如果考虑生产和运输条件,它不是碳中性的。
它还忽略了一点。我们用玉米粒中的淀粉生产乙醇。百万吨玉米秸秆通常用于控制水土流失或翻耕还肥,但储存在细胞壁中的化学键的能量还有待开发,因为我们不知道如何打破细胞壁释放它。出于同样原因,如杨树和柳枝稷的生物燃料作物提供的能源价值低于其所能够提供的。
美国能源部支持他的观点。2009年,该机构资助了三个能源前沿研究中心,面向发现将木材和纤维植物材料转化为液体燃料的方法。其中两个项目聚焦于试图打破细胞壁。第三个是总部位于宾州周立大学的木质纤维素的结构和形成研究中心,它从相反的角度看问题:摆在首位的是如何形成细胞壁。这个想法也就是说了解细胞壁的形成会使分离更简单。