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位于加州的Amyris公司利用合成生物领域的突破性进展使生物燃料焕发新春。为了使技术工艺转化成工业流程,它将目光投向了糖之国度:巴西。
四车道的Anhangu era公路由巴西的经济中心圣保罗通向世界最多产的农业乐土之一。车窗外的景色呈现出茂密的桉树种植园,还有遍布白蚁丘的奶牛牧场。甘蔗田在山顶绵延开来直到视线之外。
在104.5千米处右转,你便进入了技术园,一片整洁的公司研究所群,看起来就像从加州郊区挖过来的。在某种意义上,它就是。在离人口不远的一栋建筑内是成排整齐排列的工作站,闪亮的发酵罐,以及叮当作响的离心机。所有这些装置都是一家加州埃默里维尔市工厂的设备几乎一模一样的复制,连衣帽架都一样。
Amyris生物技术是一支美国的研究团队,它依靠来自比尔和梅琳达盖茨基金会的捐款使得一种针对疟疾的稀缺药物获得更为广泛的应用,并因此而闻名,这栋建筑就是它的巴西前哨。它的创办者杰·科斯林(Jay Keasling)被认为是合成生物领域的先锋人物,而那个能挽救上千生命的疟疾项目,则被《纽约客》杂志作了专题介绍。去年五月,科斯林被授予生物技术工业组织的第一个生物技术人道主义奖。
还有一件不那么众所周知的事情是Amyis筹募到了超过1.7亿美元的风险投资,以此涉足生物燃料领域,而它目前的计划号称将生产供给巴西的几乎所有燃料。罗埃尔·科利尔(RoelCollier)是个讲一口流利葡萄牙语的比利时人,主管Amyris公司在巴西的经营。他指着一个12米高的钢罐,里面的转基因酵母正尽情享用着巴西盛产的甘蔗的汁液。“这里面是美国尖端技术应用在巴西具有竞争优势项目上的一个范例,”他解释道。
在过去的两年,科利尔的职责包括将大桶装的冷冻巴西甘蔗汁海运到10000多千米远的Amyris加州实验室。在那里,科学家们已经将普通酵母细胞的基因重组,使其消化caldo de carla,亦即甘蔗汁,然后将它转化成金合欢烯,一种Amyris证明能转化成柴油的芳香油。在快速发展的合成生物领域——个寻求像计算机代码一样重写微生物DNA的行业——Amyris加州的实验室被认为具有最高水准。研究人员每周创造和测试成千上万的转基因酵母菌株。公司雇用的酵母遗传学博士人数几乎与巴西所有大学一样多。
不过对Amylis来说,巴西有一个关键优势胜过美国:那里的经济状况使他们适于发挥技术的商业价值。巴西是世界上最高效的糖生产国。成山的糖堆积在国内420个甘蔗精炼厂中。巴西具有热带气候和富于进取的商业文化,支配着全球的糖类贸易。而廉价糖类的充足供应是将Amyris的技术付诸实践的关键所在。
“来到巴西的原因很明确;这里是驱动该技术平台最廉价、最现成的糖类来源。”科斯林如是说,他是加州大学伯克利分校的一名生化工程教授,还领衔由美国能源部拨款1.35亿美元建立的联合生物能源研究所,致力于从木片、草和其他廉价植物物质中提取出糖类。在10~15年内,它的工作能令在美国获得糖分子和目前在巴西一样便宜。不过现在,美国的生物燃料工业仍在通过发酵玉米粒中的葡萄糖制造乙醇。而且不幸的是,正像美国乙醇工业发现的,玉米是相对昂贵的糖类来源。尽管有纳税人补贴,美国的生产企业尚未将其转化成长期的收益。
在巴西就不一样了,自1970年政府开始推动燃料独立,甘蔗厂就一直在生产廉价的乙醇。目前该国汽车消耗的乙醇比汽油多。将近90%巴西制造的汽车都能依靠生物燃料驱动。业界已经意识到“地理环境天注定”,马克·宾格(MarkBunger)如是说,他是Lux Research的研究主任,那是纽约一家研究新兴技术商业化的公司。在宾格看来,地球上只有几个地方具有将生物燃料做到能产生真正影响的规模和价格所必需的雨水、阳光和土地。“我们达成共识的理解是,这在有些地方是永远不会发生的,”他说,“而巴西则是第一个适合此类经济的地方。”
Amyris在大约三年前得出了同样的结论——因此才有了它在埃默里维尔和巴西建起同样的发酵实验室。加州的科学家们把酵母这修修那补补,使它更快地将糖类转化为金合欢烯,然后小虫子们被空运到南部在热带气候条件下进行测试。今年,Amyris计划在巴西戈亚斯省开工建设一个高大的发酵建筑群。竣工后,它每年应能生产1亿升的绿色柴油燃料。
像生产乙醇一样,Amyris的燃料也将以发酵的糖类为原料制造。不过公司的科学家们已经重新设计了酵母的基因,使这些微生物处理产生的不是酒精,而是可燃的碳氢化合物。这意味着,公司的绿色燃料的竞争对手不是酒精,而是由石油制成的柴油,以及由植物油或动物脂肪制成的生物柴油。Amyris表示,它的燃料有多处优于二者。不同于化石燃料,它由可再生资源制成,向大气排放更少的温室气体:公司计算得出,其在巴西生产的柴油比传统柴油少排放约80%的温室气体。而且与其他生物柴油相比,该产品基于糖类的燃料成本更低,还能提高使用这种产品的发动机的性能。Amyris的首席执行官,前石油公司主管约翰·梅洛(John Melo)已经在与一些寻求绿色燃料的公司进行接洽,其中包括联邦快递,维珍大西洋航空公司和通用电气。
对于许多合成生物学家来说,柴油才只是一个开始。他们相信,理论上,他们能创造出微生物来生产任何石油产品的替代品,不过仍存在巨大的风险。已经证明Amyris的酵母菌株有意想不到的脆弱之处。而且和其他依赖微生物的生物技术工序一样,没人能说是否绿色柴油生产能将今天每批生产1000升的经济规模扩大。“所有的推测都基于规模的效率,而这些工序从未以这样的规模运作过。”位于麻省剑桥的旗舰风险投资(Flagship Ventures)公司首席执行官努巴·阿菲彦(Noubar Afeyan)如是说,他还是一家颇具竞争力的新兴合成生物公司LS9的联合创办人。他认为,主要的挑战在于“即便仅以中型规模,仍需要数亿美元才能证明它可行。”
九年前,Amyris的技术仅是科斯林的伯克利实验室的一个板凳项目。研究人员已经在研究诱导微生物产生具有经济效益的产品的方式。通过添加来自植物和细菌的DNA,科斯林的实验室最终设计出了新型的细菌和酵母细胞,能制造大量异戊烯基焦磷酸。这种化学物质有五个碳原子,有点自然界的乐高积木的意思。植物和动物由它合成出类异戊二烯,这是一大类分子的统称,包括抗癌药物泰克索,维他命E,以及葡萄柚和雌蟑螂信息素等的气味。
科斯林意识到这项发明具有价值,并在2001年提交了职业生涯中第一份专利申请。“我们想将这些手段应用到实际的问题中,”他说。2004年,机会来了,比尔和梅琳达盖茨基金会决定捐款4260万美元支持一个依靠科斯林定制的微生物生产抗疟疾药物青蒿素的项目。
青蒿素目前是从主要生长于非洲和亚洲的青蒿植物中获得的。这种药物的供应不稳定,价格浮动剧烈,2006年卖到 了每公斤1100美元。通过应用转基因酵母由糖类生产青蒿素,科斯林的方法解决了供应问题,还显著降低了价格。这个项目拯救了成千上万——也许上百万——本可能死于疟疾的生命,藉此机会成为合成生物改善世界潜力的代表。盖茨的捐款使Amyris迅速扩张,科斯林和他的三名博士后为了实施疟疾项目成立了它。Amyris的首席技术官尼尔-伦宁格(NellRenninger)表示,在2005年底时有些公司同仁会花费“无数夜晚和周末的时间”思考他们的技术还能解决哪些问题。
Amyris估计,类异戊二烯族包括50000种不同类型的分子,所以接下来的工作重点还远未清晰。“我们开始争取风险投资时说,有些药物我们觉得不错,还有保健食品,甚至燃料——你们觉得怎么样?”伦宁格回忆道。但是对于Amyris的科学家们来说,找到一个像疟疾项目一样有意义的项目很难。“这几乎是一种共识了,人们想要救人性命,而不是赚大钱,”他说。“所以,你扔给他们一个做出葡萄柚口味的项目——唔,就没那么有趣。”
事情到2006年中旬开始出现转机,硅谷的两家最著名的风险投资公司,Kleiner Perkins Caufield and Byers和专长绿色能源的Khosla Ventures,提出对公司投资2000万美元。美国国会在2005年通过了可再生燃料法案,启动了一波对各种生物燃料的风险投资。同样投资了这家公司的TPGBiotech公司总裁杰弗里·杜伊克(Geoffrey Duyk)回忆到,Amyris接受拨款后,投资者们
“就参与并将重点转移到了燃料上。”
投资者们开始争取梅洛,彼时的英国石油的北美燃料业务主管,来做Amyris的首席执行官。梅洛当时正在经营他所谓“不错的小生意”,涉及大型卡车车队以及大量终端,产生340亿美元的收益。当一名猎头第一次就一家有疟疾项目的生物技术公司联系他时,他回忆到,“我的反应是,‘你开玩笑的吧。我是搞燃料的,这个和我有什么关系?’”
当他更多地了解了合成生物,并见了Amyris的科技人员后,梅洛改变了主意。燃料是所有行业中收益最大的,但是从利润的百分比来看,石油公司只花极少部分在研发上,而且几乎不投入基础研究。梅洛认为他的旧行业进行改革的时机已经成熟。“重组微生物基因的能力(意味着)我们能成为燃料和化学物质领域的微软,我们实际上在写发酵罐里的软件,”他说,“这对我来说,是换了个游戏规则。”梅洛领导公司开展柴油业务,柴油是世界上交通运输应用最广泛的燃料,而且时常供不应求。事实证明产生正确类型的分子惊人的简单。六周内,科学家们改变了他们生产青蒿索的小虫子体内的一种酶,其随即开始生产金合欢烯,这种油被他们鉴定为柴油的潜在前身。
“他们看起来是两个毫无相干的项目——个是药物的,一个是燃料的——但是新陈代谢的过程相似,”科利尔如是说,“这是Amyfis的遥遥领先之处。”金合欢烯是一种具有宜人气味的油,苹果皮具有的气味也部分是因为它。通过实施一步额外的化学步骤——氢化,Amyfis能将酵母产生的金合欢烯转化成金合欢烷,这是一种高度易燃,拥有与柴油相似性质的燃料。
作为一种类似柴油和汽油的碳氢化合物,Amyris打包票金合欢烷不会受制于已影响了其他生物燃料的那些问题。比如,乙醇能与水混合,这当水进入汽油管线时可能会引起麻烦。同时,源自植物的生物柴油有杂质,在低温条件下能阻塞发动机。另一方面,金合欢烷能轻易地融入现有的燃料流通网络。它甚至还有一个胜过传统柴油的优点:不含污染环境的硫磺。
但是该项目只有在大规模被利用时才会产生影响。而尚没人有把握合成生物在这样的规模下运作成效会如何。Synthetic Genomics是一家由基因测序的先驱人物J·克雷格·文特尔(J.Craaig Venter)创立的公司,去年它与埃克森美孚(ExxonMobil)公司签订了价值3亿美元的协议发展生产燃料的海藻。然而,埃克森的研发副总裁埃米尔-雅各布(Emil Jacobs)告诉纽约时代周刊,他不想“美化”这个项目的成功几率。“对于交通运输燃料来说,如果你不能确定是否能将一项技术大规模应用,那么你就该问问自己是否根本就不需要参与进来。”他说。
制造超高质量燃料的能力并非使其成为现实中可选燃料的唯一条件。它们还是被以最低价格销售的商品。石油工业产品每升的价格是可口可乐的一半。Amyris的生产工序的成本主要消耗在哪里呢?如果乙醇工业的平均成本依然适用,那么饲喂酵母的糖类就占据了制造金合欢烷最终价格的一大半。
这些数据部分促成了梅洛“在巴西坚定地竖起一面旗帜,”投资人杜伊克回忆道。美国玉米,尽管近在咫尺,却不是一个好选择。2007年,美国乙醇的爆炸式产量令玉米价格呼呼上涨得太高,以至于上万的墨西哥人因为玉米价格的上涨而游行示威。2008年油价下滑,玉米价格仍保持在创纪录的高度,许多美国乙醇制造商赚不到钱。
规模、成本、以及与粮食供应商的竞争并非生物燃料的唯一问题。Amyris想以它的柴油对环境有益作为卖点,宣传册上说,它的“永不妥协”燃料将比化石燃料向大气少排放80%的二氧化碳。现在,巴西甘蔗是唯一可能作为Amyris绿色营销策略后盾的作物。巴西学者表示,甘蔗乙醇产生的能量大约是生产燃料时耗费能量的7~10倍;与之相反,由玉米制成的乙醇产生的能量只比制造它时耗费的多一点点。尽管种植甘蔗对环境的影响尚存争议,但由它生产乙醇的工序明显比种植玉米耗费更少的能量。不仅如此,巴西的生物燃料生产者比其他国家更为高效,部分是因为巴西工厂燃烧甘蔗废料驱动他们的粉碎机和蒸馏器,由此减少对化石燃料的使用。
作为市场,巴西还可能带来其他好处。该国对柴油的需求强劲,所以Amyris甚至不出口一滴燃料就能做成一笔不错的买卖。巴西还有增产的空间:甘蔗目前种植于巴西大约3%的可耕地面积上,不过作物能扩展到目前被用于放牧的超过1亿英亩(1英亩=6.07亩)土地上。“你可能让甘蔗产量扩大四倍或五倍,”LS9首席执行官,一家石油公司前主管比尔·海伍德(Bm Haywood)如是说,“这并不为世界上其他地方的人所理解。我认为巴西将是高质量绿色柴油的诞生地,就像它是乙醇的生产地一样。”
12月,Amyris达成协议建造它的第一座金合欢烯工厂,这座每年产量1亿升的设施将被建在戈亚斯新竣工的博阿维斯塔糖类和乙醇工厂内。作为交易的一部分,Amyris同意向该工厂的所有者圣·马丁诺集团(Grupo s0 Martinho)购买工厂40%的股份。据圣·马丁诺的总裁法比奥·文图勒里(Fa bio VentureUi)所说,它的总价值,包括现金和股票加起来大约8000万美元,是巴西有史以来在加工能力上的最大投资。Amyris想控制它第一座大型工厂的建设,确保一切顺利。不过最终公司决定以其技术换取甘蔗汁,一种更为经 济的方式。想法是这样的,由巴西的糖厂付钱翻新他们的工厂,而Amyris则贡献出它的转基因酵母。Amyris随后将卖掉金合欢烯,并与工厂分享利润。
尽管商业条款可能很复杂,Amyris的基本卖点却很简单:在一个很多方面都很低科技的行业(超过一半的巴西甘蔗仍是被手挥大刀的零工砍下),承诺将工厂转变为未来能生产比糖和乙醇更有价值化学物质的生物精炼厂。许多巴西企业已经有过类似的想法。当文图勒里2008年成为圣·马丁诺首席执行官,第一次看到博阿维斯塔的蓝图时,他注意到有人在空白处写了一条批注,是这么写的,“这里留给未来的基于甘蔗的化学物质。”
不过依然存在很多问题。“所有的公司都试图成为燃料市场的排头兵,而且他们从Amyris看到技术转让的机会,”巴西最大的甘蔗组织UNICA的技术顾问阿尔弗雷德·兹瓦克(Alfred Szwarc)如是说,“但是由于我们不知道价格或运营成本,目前尚待推断。”
主要的不确定因素是Amyris的酵母在工业条件下将表现如何。这将是合成生物第一次达到这样的规模,而其工序也必将面临其他公司从未遇到过的工程问题。问题之一:自然生长的酵母菌株能随着甘蔗汁跑到发酵罐里,在无菌实验室的试验中,这不是什么问题。但是在甘蔗厂中,不制造金合欢烯的酵母能轻易打败实验室创造的品种。
最近青蒿素项目的进展也表明,成本可能成为问题。允诺处理抗疟疾药物的商业生产问题的制药商赛诺菲一安万特(sanofi Aventis)表示,其遇到了意想不到的障碍,现在计划以每千克350~400美元的价格生产药物。这接近基于植物生产的药物的平均价格,却是科斯林在接受媒体访问时承诺价格的3~4倍。
在巴西,Amyris改变全球燃料商业格局的梦想也许至少需要延缓一段时间。公司的第一家工厂生产的金合欢烯可能不够便宜到能与柴油正面交锋。相反,由圣·马丁诺工厂生产的金合欢烯将首先卖给消费产品市场,那里能叫出比柴油高的多的价格(它能与其他物质一起应用,作为口红或抗衰老霜的保湿剂)。
这意味着Amyfis的科学家们可能要在改变世界的路上再多耽误一会。不过梅洛表示,公司并未放弃成为燃料市场主力的目标。“我们在意的是影响力,”他如是说,“拯救成千上万的孩子是一种影响力。至于燃料,规模就是影响力。如果不能减少二氧化碳(排放)或者扩大绿色产业,我们就没起到作用。”
四车道的Anhangu era公路由巴西的经济中心圣保罗通向世界最多产的农业乐土之一。车窗外的景色呈现出茂密的桉树种植园,还有遍布白蚁丘的奶牛牧场。甘蔗田在山顶绵延开来直到视线之外。
在104.5千米处右转,你便进入了技术园,一片整洁的公司研究所群,看起来就像从加州郊区挖过来的。在某种意义上,它就是。在离人口不远的一栋建筑内是成排整齐排列的工作站,闪亮的发酵罐,以及叮当作响的离心机。所有这些装置都是一家加州埃默里维尔市工厂的设备几乎一模一样的复制,连衣帽架都一样。
Amyris生物技术是一支美国的研究团队,它依靠来自比尔和梅琳达盖茨基金会的捐款使得一种针对疟疾的稀缺药物获得更为广泛的应用,并因此而闻名,这栋建筑就是它的巴西前哨。它的创办者杰·科斯林(Jay Keasling)被认为是合成生物领域的先锋人物,而那个能挽救上千生命的疟疾项目,则被《纽约客》杂志作了专题介绍。去年五月,科斯林被授予生物技术工业组织的第一个生物技术人道主义奖。
还有一件不那么众所周知的事情是Amyis筹募到了超过1.7亿美元的风险投资,以此涉足生物燃料领域,而它目前的计划号称将生产供给巴西的几乎所有燃料。罗埃尔·科利尔(RoelCollier)是个讲一口流利葡萄牙语的比利时人,主管Amyris公司在巴西的经营。他指着一个12米高的钢罐,里面的转基因酵母正尽情享用着巴西盛产的甘蔗的汁液。“这里面是美国尖端技术应用在巴西具有竞争优势项目上的一个范例,”他解释道。
在过去的两年,科利尔的职责包括将大桶装的冷冻巴西甘蔗汁海运到10000多千米远的Amyris加州实验室。在那里,科学家们已经将普通酵母细胞的基因重组,使其消化caldo de carla,亦即甘蔗汁,然后将它转化成金合欢烯,一种Amyris证明能转化成柴油的芳香油。在快速发展的合成生物领域——个寻求像计算机代码一样重写微生物DNA的行业——Amyris加州的实验室被认为具有最高水准。研究人员每周创造和测试成千上万的转基因酵母菌株。公司雇用的酵母遗传学博士人数几乎与巴西所有大学一样多。
不过对Amylis来说,巴西有一个关键优势胜过美国:那里的经济状况使他们适于发挥技术的商业价值。巴西是世界上最高效的糖生产国。成山的糖堆积在国内420个甘蔗精炼厂中。巴西具有热带气候和富于进取的商业文化,支配着全球的糖类贸易。而廉价糖类的充足供应是将Amyris的技术付诸实践的关键所在。
“来到巴西的原因很明确;这里是驱动该技术平台最廉价、最现成的糖类来源。”科斯林如是说,他是加州大学伯克利分校的一名生化工程教授,还领衔由美国能源部拨款1.35亿美元建立的联合生物能源研究所,致力于从木片、草和其他廉价植物物质中提取出糖类。在10~15年内,它的工作能令在美国获得糖分子和目前在巴西一样便宜。不过现在,美国的生物燃料工业仍在通过发酵玉米粒中的葡萄糖制造乙醇。而且不幸的是,正像美国乙醇工业发现的,玉米是相对昂贵的糖类来源。尽管有纳税人补贴,美国的生产企业尚未将其转化成长期的收益。
在巴西就不一样了,自1970年政府开始推动燃料独立,甘蔗厂就一直在生产廉价的乙醇。目前该国汽车消耗的乙醇比汽油多。将近90%巴西制造的汽车都能依靠生物燃料驱动。业界已经意识到“地理环境天注定”,马克·宾格(MarkBunger)如是说,他是Lux Research的研究主任,那是纽约一家研究新兴技术商业化的公司。在宾格看来,地球上只有几个地方具有将生物燃料做到能产生真正影响的规模和价格所必需的雨水、阳光和土地。“我们达成共识的理解是,这在有些地方是永远不会发生的,”他说,“而巴西则是第一个适合此类经济的地方。”
Amyris在大约三年前得出了同样的结论——因此才有了它在埃默里维尔和巴西建起同样的发酵实验室。加州的科学家们把酵母这修修那补补,使它更快地将糖类转化为金合欢烯,然后小虫子们被空运到南部在热带气候条件下进行测试。今年,Amyris计划在巴西戈亚斯省开工建设一个高大的发酵建筑群。竣工后,它每年应能生产1亿升的绿色柴油燃料。
像生产乙醇一样,Amyris的燃料也将以发酵的糖类为原料制造。不过公司的科学家们已经重新设计了酵母的基因,使这些微生物处理产生的不是酒精,而是可燃的碳氢化合物。这意味着,公司的绿色燃料的竞争对手不是酒精,而是由石油制成的柴油,以及由植物油或动物脂肪制成的生物柴油。Amyris表示,它的燃料有多处优于二者。不同于化石燃料,它由可再生资源制成,向大气排放更少的温室气体:公司计算得出,其在巴西生产的柴油比传统柴油少排放约80%的温室气体。而且与其他生物柴油相比,该产品基于糖类的燃料成本更低,还能提高使用这种产品的发动机的性能。Amyris的首席执行官,前石油公司主管约翰·梅洛(John Melo)已经在与一些寻求绿色燃料的公司进行接洽,其中包括联邦快递,维珍大西洋航空公司和通用电气。
对于许多合成生物学家来说,柴油才只是一个开始。他们相信,理论上,他们能创造出微生物来生产任何石油产品的替代品,不过仍存在巨大的风险。已经证明Amyris的酵母菌株有意想不到的脆弱之处。而且和其他依赖微生物的生物技术工序一样,没人能说是否绿色柴油生产能将今天每批生产1000升的经济规模扩大。“所有的推测都基于规模的效率,而这些工序从未以这样的规模运作过。”位于麻省剑桥的旗舰风险投资(Flagship Ventures)公司首席执行官努巴·阿菲彦(Noubar Afeyan)如是说,他还是一家颇具竞争力的新兴合成生物公司LS9的联合创办人。他认为,主要的挑战在于“即便仅以中型规模,仍需要数亿美元才能证明它可行。”
九年前,Amyris的技术仅是科斯林的伯克利实验室的一个板凳项目。研究人员已经在研究诱导微生物产生具有经济效益的产品的方式。通过添加来自植物和细菌的DNA,科斯林的实验室最终设计出了新型的细菌和酵母细胞,能制造大量异戊烯基焦磷酸。这种化学物质有五个碳原子,有点自然界的乐高积木的意思。植物和动物由它合成出类异戊二烯,这是一大类分子的统称,包括抗癌药物泰克索,维他命E,以及葡萄柚和雌蟑螂信息素等的气味。
科斯林意识到这项发明具有价值,并在2001年提交了职业生涯中第一份专利申请。“我们想将这些手段应用到实际的问题中,”他说。2004年,机会来了,比尔和梅琳达盖茨基金会决定捐款4260万美元支持一个依靠科斯林定制的微生物生产抗疟疾药物青蒿素的项目。
青蒿素目前是从主要生长于非洲和亚洲的青蒿植物中获得的。这种药物的供应不稳定,价格浮动剧烈,2006年卖到 了每公斤1100美元。通过应用转基因酵母由糖类生产青蒿素,科斯林的方法解决了供应问题,还显著降低了价格。这个项目拯救了成千上万——也许上百万——本可能死于疟疾的生命,藉此机会成为合成生物改善世界潜力的代表。盖茨的捐款使Amyris迅速扩张,科斯林和他的三名博士后为了实施疟疾项目成立了它。Amyris的首席技术官尼尔-伦宁格(NellRenninger)表示,在2005年底时有些公司同仁会花费“无数夜晚和周末的时间”思考他们的技术还能解决哪些问题。
Amyris估计,类异戊二烯族包括50000种不同类型的分子,所以接下来的工作重点还远未清晰。“我们开始争取风险投资时说,有些药物我们觉得不错,还有保健食品,甚至燃料——你们觉得怎么样?”伦宁格回忆道。但是对于Amyris的科学家们来说,找到一个像疟疾项目一样有意义的项目很难。“这几乎是一种共识了,人们想要救人性命,而不是赚大钱,”他说。“所以,你扔给他们一个做出葡萄柚口味的项目——唔,就没那么有趣。”
事情到2006年中旬开始出现转机,硅谷的两家最著名的风险投资公司,Kleiner Perkins Caufield and Byers和专长绿色能源的Khosla Ventures,提出对公司投资2000万美元。美国国会在2005年通过了可再生燃料法案,启动了一波对各种生物燃料的风险投资。同样投资了这家公司的TPGBiotech公司总裁杰弗里·杜伊克(Geoffrey Duyk)回忆到,Amyris接受拨款后,投资者们
“就参与并将重点转移到了燃料上。”
投资者们开始争取梅洛,彼时的英国石油的北美燃料业务主管,来做Amyris的首席执行官。梅洛当时正在经营他所谓“不错的小生意”,涉及大型卡车车队以及大量终端,产生340亿美元的收益。当一名猎头第一次就一家有疟疾项目的生物技术公司联系他时,他回忆到,“我的反应是,‘你开玩笑的吧。我是搞燃料的,这个和我有什么关系?’”
当他更多地了解了合成生物,并见了Amyris的科技人员后,梅洛改变了主意。燃料是所有行业中收益最大的,但是从利润的百分比来看,石油公司只花极少部分在研发上,而且几乎不投入基础研究。梅洛认为他的旧行业进行改革的时机已经成熟。“重组微生物基因的能力(意味着)我们能成为燃料和化学物质领域的微软,我们实际上在写发酵罐里的软件,”他说,“这对我来说,是换了个游戏规则。”梅洛领导公司开展柴油业务,柴油是世界上交通运输应用最广泛的燃料,而且时常供不应求。事实证明产生正确类型的分子惊人的简单。六周内,科学家们改变了他们生产青蒿索的小虫子体内的一种酶,其随即开始生产金合欢烯,这种油被他们鉴定为柴油的潜在前身。
“他们看起来是两个毫无相干的项目——个是药物的,一个是燃料的——但是新陈代谢的过程相似,”科利尔如是说,“这是Amyfis的遥遥领先之处。”金合欢烯是一种具有宜人气味的油,苹果皮具有的气味也部分是因为它。通过实施一步额外的化学步骤——氢化,Amyfis能将酵母产生的金合欢烯转化成金合欢烷,这是一种高度易燃,拥有与柴油相似性质的燃料。
作为一种类似柴油和汽油的碳氢化合物,Amyris打包票金合欢烷不会受制于已影响了其他生物燃料的那些问题。比如,乙醇能与水混合,这当水进入汽油管线时可能会引起麻烦。同时,源自植物的生物柴油有杂质,在低温条件下能阻塞发动机。另一方面,金合欢烷能轻易地融入现有的燃料流通网络。它甚至还有一个胜过传统柴油的优点:不含污染环境的硫磺。
但是该项目只有在大规模被利用时才会产生影响。而尚没人有把握合成生物在这样的规模下运作成效会如何。Synthetic Genomics是一家由基因测序的先驱人物J·克雷格·文特尔(J.Craaig Venter)创立的公司,去年它与埃克森美孚(ExxonMobil)公司签订了价值3亿美元的协议发展生产燃料的海藻。然而,埃克森的研发副总裁埃米尔-雅各布(Emil Jacobs)告诉纽约时代周刊,他不想“美化”这个项目的成功几率。“对于交通运输燃料来说,如果你不能确定是否能将一项技术大规模应用,那么你就该问问自己是否根本就不需要参与进来。”他说。
制造超高质量燃料的能力并非使其成为现实中可选燃料的唯一条件。它们还是被以最低价格销售的商品。石油工业产品每升的价格是可口可乐的一半。Amyris的生产工序的成本主要消耗在哪里呢?如果乙醇工业的平均成本依然适用,那么饲喂酵母的糖类就占据了制造金合欢烷最终价格的一大半。
这些数据部分促成了梅洛“在巴西坚定地竖起一面旗帜,”投资人杜伊克回忆道。美国玉米,尽管近在咫尺,却不是一个好选择。2007年,美国乙醇的爆炸式产量令玉米价格呼呼上涨得太高,以至于上万的墨西哥人因为玉米价格的上涨而游行示威。2008年油价下滑,玉米价格仍保持在创纪录的高度,许多美国乙醇制造商赚不到钱。
规模、成本、以及与粮食供应商的竞争并非生物燃料的唯一问题。Amyris想以它的柴油对环境有益作为卖点,宣传册上说,它的“永不妥协”燃料将比化石燃料向大气少排放80%的二氧化碳。现在,巴西甘蔗是唯一可能作为Amyris绿色营销策略后盾的作物。巴西学者表示,甘蔗乙醇产生的能量大约是生产燃料时耗费能量的7~10倍;与之相反,由玉米制成的乙醇产生的能量只比制造它时耗费的多一点点。尽管种植甘蔗对环境的影响尚存争议,但由它生产乙醇的工序明显比种植玉米耗费更少的能量。不仅如此,巴西的生物燃料生产者比其他国家更为高效,部分是因为巴西工厂燃烧甘蔗废料驱动他们的粉碎机和蒸馏器,由此减少对化石燃料的使用。
作为市场,巴西还可能带来其他好处。该国对柴油的需求强劲,所以Amyris甚至不出口一滴燃料就能做成一笔不错的买卖。巴西还有增产的空间:甘蔗目前种植于巴西大约3%的可耕地面积上,不过作物能扩展到目前被用于放牧的超过1亿英亩(1英亩=6.07亩)土地上。“你可能让甘蔗产量扩大四倍或五倍,”LS9首席执行官,一家石油公司前主管比尔·海伍德(Bm Haywood)如是说,“这并不为世界上其他地方的人所理解。我认为巴西将是高质量绿色柴油的诞生地,就像它是乙醇的生产地一样。”
12月,Amyris达成协议建造它的第一座金合欢烯工厂,这座每年产量1亿升的设施将被建在戈亚斯新竣工的博阿维斯塔糖类和乙醇工厂内。作为交易的一部分,Amyris同意向该工厂的所有者圣·马丁诺集团(Grupo s0 Martinho)购买工厂40%的股份。据圣·马丁诺的总裁法比奥·文图勒里(Fa bio VentureUi)所说,它的总价值,包括现金和股票加起来大约8000万美元,是巴西有史以来在加工能力上的最大投资。Amyris想控制它第一座大型工厂的建设,确保一切顺利。不过最终公司决定以其技术换取甘蔗汁,一种更为经 济的方式。想法是这样的,由巴西的糖厂付钱翻新他们的工厂,而Amyris则贡献出它的转基因酵母。Amyris随后将卖掉金合欢烯,并与工厂分享利润。
尽管商业条款可能很复杂,Amyris的基本卖点却很简单:在一个很多方面都很低科技的行业(超过一半的巴西甘蔗仍是被手挥大刀的零工砍下),承诺将工厂转变为未来能生产比糖和乙醇更有价值化学物质的生物精炼厂。许多巴西企业已经有过类似的想法。当文图勒里2008年成为圣·马丁诺首席执行官,第一次看到博阿维斯塔的蓝图时,他注意到有人在空白处写了一条批注,是这么写的,“这里留给未来的基于甘蔗的化学物质。”
不过依然存在很多问题。“所有的公司都试图成为燃料市场的排头兵,而且他们从Amyris看到技术转让的机会,”巴西最大的甘蔗组织UNICA的技术顾问阿尔弗雷德·兹瓦克(Alfred Szwarc)如是说,“但是由于我们不知道价格或运营成本,目前尚待推断。”
主要的不确定因素是Amyris的酵母在工业条件下将表现如何。这将是合成生物第一次达到这样的规模,而其工序也必将面临其他公司从未遇到过的工程问题。问题之一:自然生长的酵母菌株能随着甘蔗汁跑到发酵罐里,在无菌实验室的试验中,这不是什么问题。但是在甘蔗厂中,不制造金合欢烯的酵母能轻易打败实验室创造的品种。
最近青蒿素项目的进展也表明,成本可能成为问题。允诺处理抗疟疾药物的商业生产问题的制药商赛诺菲一安万特(sanofi Aventis)表示,其遇到了意想不到的障碍,现在计划以每千克350~400美元的价格生产药物。这接近基于植物生产的药物的平均价格,却是科斯林在接受媒体访问时承诺价格的3~4倍。
在巴西,Amyris改变全球燃料商业格局的梦想也许至少需要延缓一段时间。公司的第一家工厂生产的金合欢烯可能不够便宜到能与柴油正面交锋。相反,由圣·马丁诺工厂生产的金合欢烯将首先卖给消费产品市场,那里能叫出比柴油高的多的价格(它能与其他物质一起应用,作为口红或抗衰老霜的保湿剂)。
这意味着Amyfis的科学家们可能要在改变世界的路上再多耽误一会。不过梅洛表示,公司并未放弃成为燃料市场主力的目标。“我们在意的是影响力,”他如是说,“拯救成千上万的孩子是一种影响力。至于燃料,规模就是影响力。如果不能减少二氧化碳(排放)或者扩大绿色产业,我们就没起到作用。”