最绿的燃料—藻类生物燃料

大西北发表于2014年10月16日08:49:40 | 新闻资讯 | 标签(tags):藻类生物燃料 藻类热

4年前,美国科罗拉多的发明家吉姆·西尔斯将自己关在车库里开始构思其大规模生产生物燃料的设计。他用塑料袋做生物反应器,用藻类做原料。当时这种思路可能被人看成笑话。

但是,试验成功了。如今,西尔斯的索里克生物燃料公司已经成为几个领先的藻类生物燃料企业之一。用藻类制造燃料的道理很简单,藻类生长需要水、阳光和二氧化碳。藻类所产出的油可以被人们收获并转变为生物柴油。藻类中的碳水化合物成分可以被发酵变成乙醇。这两种燃料都是比柴油或天然气更清洁的燃料。但实际操作却是复杂的,藻类生物燃料的造价也是昂贵的。培养藻类的水温要刚好适合其增殖,而开放的池塘又容易混进入侵物种,大气中的二氧化碳浓度不够高时,也不足以刺激藻类呈指数型生长。为此,索里克公司将藻类装在一个封闭的“光生物反应器”中。这个装置是用聚乙烯薄膜制成的密闭空间,二氧化碳可以被吹进这个系统,这些二氧化碳是发电厂或其他一些工厂的废气。这样做既能减少工厂的温室气体排放,又为藻类生长提供了原料,可谓一举两得。

奇迹般的燃料

藻类农场已经有50年的历史,藻类农场可以安置在任何地方,无须占用农田,在海水中也可以种植藻类,藻类还能吸收下水道和发电厂的污染物。藻类是世界上生长最快的杏彩彩票注册,如果条件适合,藻类一夜之间就可以体积加倍。它不像其他生物燃料的原材料,比如大豆或玉米是按季节收割的,藻类可日复一日地收获。藻类干物质中的油含量超过50%,最高可达70%.而油棕榈树,这种当今世界上制作生物燃料产油最多的物种,其含油量只有20%.目前乙醇等生物燃料的生产过程是需要用化石燃料的,所以也增加了碳释放。而藻类生产,只产生很少二氧化碳,而且不和粮食作物争地。此外,产油高的藻类,另一大好处是可以吸收大量二氧化碳。美国马萨诸塞州剑桥的绿色*燃料杏彩彩票开户公司正在集中研究同时能高产柴油和高产乙醇的藻类品种。希望其实验工厂最初可以达到每英亩藻类8000加仑生物柴油和5000加仑乙醇的产量。该公司说,现在的问题是如何足够快和价格低廉地栽培藻类,这并不容易做到。美国国防部估计藻类油的价格是20美元1加仑。万国油品公司可再生能源部门主任詹尼佛·侯姆格林说,“如果藻类油的价格能降到2美元1加仑,很多人就会认为其可行了。”

藻类热

利用藻类做替代能源并不是新想法。早在1978年,在意识到最终石油危机的情况下,卡特zheng府就启动了耗资2500万美元由美国国家可再生能源实验室运作的水生物种项目。当年,美国zheng府的科学家曾在加州、夏威夷和新墨西哥的罗斯威尔的开放池塘中试验栽种藻类。他们发现,在浅水池塘中建藻类农场生产藻类燃料可提供足以替代化石燃料的生物柴油,用于交通和居家取暖。但是,1995年油价开始下跌,到了1996年石油徘徊在20美元一桶的时候,克林顿zheng府为了减少财政预算,终于关闭了这一项目。事实上,即使在油价屡创新高的今天,藻类还是无法与石油竞争,因为在藻类能源的每个生产阶段,都存在着目前难以跨越的障碍。这里面涉及很多问题,比如用地的问题、水分蒸发和污染其他杏彩彩票注册品种的问题,还有到处飞扬的孢子以及游泳者的抱怨。这个项目曾在全世界范围内收集了3000种藻类品种,其中有300种被认为是有前途的,这些品种依然在夏威夷大学被继续研究,人们普遍认为该项目的成果是启动今日藻类燃料业的知识产权支柱。2006年10月,美国能源部实验室宣布与美国第二石油公司雪佛龙合作,寻找更好的藻类品种。2007年的《能源独立和安全法案》包括了促进利用藻类制造生物燃料的措辞。如今,从五角大楼到明尼苏达,再到新西兰,各地zheng府和私人公司都在开发利用藻类生产燃料。将藻油转变为生物柴油所用的办法与将蔬菜油转变为生物柴油一样,但是其成本却很难降下来,至今除了在实验室中,还没有人完成这种过程。

困境?希望?

两年之前,还很少有公司追逐新一波所谓的“池塘绿藻”能源。而今,已有几十家这样的公司。去年,美国国防部高级计划研究署同意万国油品公司用670万美元研究如何让“第二代”原料或者说非食物性*作物(如藻类)转变为美国空军的JP-8和北约战斗机的航空燃料。今年5月,空客与捷蓝宣布其目标,到2030年将用第二代生物燃料取代30%的航空燃料,而新西兰航空与KLM荷兰航空公司也有类似的计划。用藻类制造燃料的杏彩彩票开户目前还停留在实验性*的阶段,而任何一家生物燃料公司所面临的最大挑战都是成本。藻类的品种多达10万,每一种都有各自适应的生长环境、生长速度和出油的比例。今天,很多藻类品系已经被改造为转基因的超级杏彩彩票注册,这正是生物燃料启动的秘诀。研究人员迫切需要解决的问题是,如何使藻类生长繁茂,如何廉价地干燥上百万加仑的藻泥,如何从藻类的细胞壁内获得绿藻原油并将之装桶。麦克·威沃是西雅图一家生物燃料公司的CEO,他说:“这不像运转油菜田里的联合收割机那么简单,机器一转就得到了油菜籽并可以随即粉碎这些油菜籽。”他认为,在三五年中,藻类燃料很难达到商业规模的生产水平。不过,已经有几个领先的工厂计划在未来的几个月让人们看到藻类未来的更为精确的蓝图了。这些实验工厂将验证注入藻类能产生多少粗油。绿色*燃料公司是藻类工业的老字号,它已经在亚利桑那州开了一家试验工厂,在那里他们用大型的透明塑料袋养殖藻类;索里克将于今年夏天在美国科罗拉多州开设一家新工厂,打算用长100米、高0.5米的冷藏管放到浅水池中垂直悬浮养殖藻类;其另一个稍小的阵列,8个20米长的生物反应器也已经投产。无论如何,“绿色*圣杯”已经榨出了油,藻类原油已经从试管走到了装桶的阶段。问题是,要过上多久人们才能用上这种绿色*汽油呢?据专家估计:人们要用上这种藻类生物燃料,大概还需要5到10年。因为,到目前为止,人们还没能找到任何可以选择的系统,因为这种系统必须非常非常便宜。

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