來自中國(guó)科技網(wǎng) 2016-06-02
藻類生物燃料遇到點(diǎn)煩心事。這種替代燃料能源，和許多生物燃料一樣，有助于減少碳排放，而且還不占用糧食生產(chǎn)用地。但是它卻被殼牌和?？松梨谶@樣的大公司給拋棄了，這些公司正在放棄對(duì)這個(gè)環(huán)境友好燃料的投資。為什么這么有前途的技術(shù)沒有能夠開花結(jié)果，我們還能做什么來挽回它呢
藻類是生長(zhǎng)在水中，從二氧化碳和陽光中產(chǎn)生能量的光合生物。單細(xì)胞微藻類富含脂肪，可以用來轉(zhuǎn)化成生物柴油，這是最常見的生物燃料。生產(chǎn)生物燃料的原材料有很多種，包括玉米和烹調(diào)過的食用油。但是藻類很特別，因?yàn)樗鼈兩a(chǎn)迅速，能夠產(chǎn)生大量的燃料(高生產(chǎn)率)。
在過去的十年中，能源行業(yè)已經(jīng)投入大量的資金用于藻類生物燃料生產(chǎn)的發(fā)展。這是非常有意義的，因?yàn)椋昵?，由于高油價(jià)以及人們對(duì)碳排放造成氣候變化意識(shí)在增強(qiáng)，有必要尋找化石燃料的替代品。藻類生物燃料被吹捧為解決這些問題的答案，從而導(dǎo)致了大量投資的跟進(jìn)。
不幸的是，我們對(duì)整個(gè)事情缺乏完整的規(guī)劃。生產(chǎn)藻類生物燃料的企業(yè)難以在更大的規(guī)模保持其高生產(chǎn)力，而且他們發(fā)現(xiàn)肉食動(dòng)物經(jīng)常污染他們的農(nóng)場(chǎng)。他們還發(fā)現(xiàn)，這種生產(chǎn)方式并不經(jīng)濟(jì)。建造池塘種植藻類以及為它們提供足夠的陽光和養(yǎng)分用于生長(zhǎng)，代價(jià)高昂，雪上加霜的是，石油價(jià)格暴跌。
不只是生物燃料
藻類不僅僅能夠生產(chǎn)生物燃料。實(shí)際上，藻類類似于一個(gè)微型工廠，可以生產(chǎn)各種有用的化合物，這些物質(zhì)可以用來制造一系列不同種類的產(chǎn)品。
例如，藻類能產(chǎn)生大量的ω-3脂肪酸，這是一種重要的膳食補(bǔ)充劑。這意味著它可能是一個(gè)可持續(xù)的ω-3的植物來源，否則我們只能通過吃魚或倒胃口的鱈魚魚肝油來獲取ω-3脂肪酸。更普遍的是，藻類是維生素、礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)的良好來源，人們經(jīng)常服用如小球藻、螺旋藻等，因?yàn)樗鼈儗?duì)健康有益。
另一個(gè)用途是藻類可以制成生物塑料。普通塑料是一種由化石燃料制成的產(chǎn)品，而且很難降解，不環(huán)保。藻類能夠以較低的碳排放，甚至在某種程度上能夠吸收碳排放的方法來生產(chǎn)生物塑料。藻類的利用有助于防止塑料在環(huán)境中的積累。
產(chǎn)品的多樣性可能是最后開發(fā)藻類生物燃料的關(guān)鍵。這些產(chǎn)品中有很多高價(jià)值的化學(xué)品，銷售價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生物燃料。因此通過將藻類與生物柴油生產(chǎn)結(jié)合，我們可以補(bǔ)貼燃料價(jià)格，從而抵消藻類養(yǎng)殖成本高的問題。
這個(gè)概念，被稱為”生物煉制”，是新一輪的藻類研究，希望能夠解決過去十年存在的問題。我們知道煉油廠生產(chǎn)塑料、纖維和潤(rùn)滑油以及燃料?，F(xiàn)在我們希望以完全相同的方式開發(fā)藻類生物煉制。
藻類生物煉制
為了使這個(gè)方法更具成本效益和可持續(xù)性，我們需要利用廢熱、二氧化碳和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供藻類生長(zhǎng)。這些物質(zhì)從發(fā)電廠、工廠和水處理廠都很容易獲取，這就能夠降低一部分藻類生長(zhǎng)的成本。藻類燃料生產(chǎn)后，會(huì)殘留下大量的蛋白質(zhì)碳水化合物和其它分子。這些物質(zhì)都可以轉(zhuǎn)化成上文提到的各種產(chǎn)品，或者可以用于生產(chǎn)沼氣(另一種燃料來源)。這些沼氣可以出售，或者用它們?cè)谏餆捴茝S中生產(chǎn)藻類所需要的熱量，這個(gè)閉合回路使整個(gè)生產(chǎn)過程更加高效。
我們很容易就可以了解到，這個(gè)過程提出了一個(gè)可持續(xù)的、有利可圖的用藻類生產(chǎn)生物燃料的方式。事實(shí)上，已經(jīng)有公司將這一概念應(yīng)用到具體工作中。在2014年，藍(lán)寶石能源公司，世界上最大的藻類生物技術(shù)公司之一，宣布他們正在擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍，包括營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑以及生物燃料。業(yè)務(wù)重點(diǎn)向生物煉制方向轉(zhuǎn)移對(duì)許多想要豐富產(chǎn)品線的公司來說，已經(jīng)越來越普遍。
顯然，藻類生物煉制還不能解決藻類商業(yè)化今天所面對(duì)的所有問題。這個(gè)行業(yè)還面臨許多關(guān)鍵問題，藻類大規(guī)模生產(chǎn)的效率損失問題，以及藻類培養(yǎng)過程中的污染問題。這些問題只能通過持續(xù)的努力研究來解決。生物煉制很可能是人類未來擺脫化石燃料的下一步計(jì)劃。
