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我们能 拯救藻类生物燃料产业吗?

发表时间:2018-08-06 00:00

藻类生 物燃料遇到点烦心事。这种替代燃料能源,和许多生物燃料一样,有助于减少碳排放,而且还 不占用粮食生产用地。但是它 却被壳牌和埃克森美孚这样的大公司给抛弃了,这些公 司正在放弃对这个环境友好燃料的投资。为什么 这么有前途的技术没有能够开花结果,我们还 能做什么来挽回它呢?

  藻类是生长在水中,从二氧 化碳和阳光中产生能量的光合生物。单细胞 微藻类富含脂肪,可以用来转化成生物柴油,这是常见的生物燃料。生产生 物燃料的原材料有很多种,包括玉 米和烹调过的食用油。但是藻类很特别,因为它们生产迅速,能够产生大量的燃料(高生产率)。

  在过去的十年中,能源行 业已经投入大量的资金用于藻类生物燃料生产的发展。这是非常有意义的,因为,十年前,由于高 油价以及人们对碳排放造成气候变化意识在增强,有必要 寻找化石燃料的替代品。藻类生 物燃料被吹捧为解决这些问题的答案,从而导 致了大量投资的跟进。

  不幸的是,我们对 整个事情缺乏完整的规划。生产藻 类生物燃料的企业难以在更大的规模保持其高生产力,而且他 们发现肉食动物经常污染他们的农场。他们还发现,这种生 产方式并不经济。建造池 塘种植藻类以及为它们提供足够的阳光和养分用于生长,代价高昂,雪上加霜的是,石油价格暴跌。

  不只是生物燃料

  藻类不 仅仅能够生产生物燃料。实际上,藻类类 似于一个微型工厂,可以生 产各种有用的化合物,这些物 质可以用来制造一系列不同种类的产品。

  例如,藻类能产生大量的ω-3脂肪酸,这是一 种重要的膳食补充剂。这意味 着它可能是一个可持续的ω-3的植物来源,否则我 们只能通过吃鱼或倒胃口的鳕鱼鱼肝油来获取ω-3脂肪酸。更普遍的是,藻类是维生素、矿物质 和蛋白质的良好来源,人们经 常服用如小球藻、螺旋藻等,因为它们对健康有益。

  另一个 用途是藻类可以制成生物塑料。普通塑 料是一种由化石燃料制成的产品,而且很难降解,不环保。藻类能 够以较低的碳排放,甚至在 某种程度上能够吸收碳排放的方法来生产生物塑料。藻类的 利用有助于防止塑料在环境中的积累。

  产品的 多样性可能是后开发藻类生物燃料的关键。这些产 品中有很多高价值的化学品,销售价 格远远高于生物燃料。因此通 过将藻类与生物柴油生产结合,我们可 以补贴燃料价格,从而抵 消藻类养殖成本高的问题。

  这个概念,被称为“生物炼制”,是新一轮的藻类研究,希望能 够解决过去十年存在的问题。我们知 道炼油厂生产塑料、纤维和 润滑油以及燃料。现在我 们希望以完全相同的方式开发藻类生物炼制。

  藻类生物炼制

  为了使 这个方法更具成本效益和可持续性,我们需要利用废热、二氧化 碳和营养物质供藻类生长。这些物质从发电厂、工厂和 水处理厂都很容易获取,这就能 够降低一部分藻类生长的成本。藻类燃料生产后,会残留 下大量的蛋白质碳水化合物和其它分子。这些物 质都可以转化成上文提到的各种产品,或者可以用于生产沼气(另一种燃料来源)。这些沼气可以出售,或者用 它们在生物炼制厂中生产藻类所需要的热量,这个闭 合回路使整个生产过程更加高效。

  我们很 容易就可以了解到,这个过 程提出了一个可持续的、有利可 图的用藻类生产生物燃料的方式。事实上,已经有 公司将这一概念应用到具体工作中。在2014年,蓝宝石能源公司,世界上 较大的藻类生物技术公司之一,宣布他 们正在扩大业务范围,包括营 养补充剂以及生物燃料。业务重 点向生物炼制方向转移对许多想要丰富产品线的公司来说,已经越来越普遍。

  显然,藻类生 物炼制还不能解决藻类商业化今天所面对的所有问题。这个行 业还面临许多关键问题,藻类大 规模生产的效率损失问题,以及藻 类培养过程中的污染问题。这些问 题只能通过持续的努力研究来解决。生物炼 制很可能是人类未来摆脱化石燃料的下一步计划。


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