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  • 新技术:水藻“变"油好奇妙


  •    发布时间:2009/7/31 9:13:32   关闭该页

  • 英国《经济学人》杂志近日刊文披露,石油巨头埃森克美孚公司7月14日宣称,将投入3亿美元用于生物燃料的研发,这可能是迄今为止对生物燃料的最大投入,如果一切进展顺利,可能会再追加3亿美元。

    这块“大馅饼”砸中的是美国合成基因公司。美国颇具传奇色彩的生物学家和创业家克雷格·文特尔是该公司的共同创立者,但这笔钱并不是砸向某人或细菌,而是水藻。

    科学家乐观地预测,只需种水藻提炼燃油,就能让人类摆脱对天然石油的依赖。然而,水藻变油还面临着成本和技术方面的问题。

    便宜丰富让水藻脱颖而出

    科学家很早就提出用植物来提炼燃油,比如从油菜籽和大豆中提炼燃油。不过,最近,在制造生物燃料的角逐中,因为其独特的品质,水藻脱颖而出。

    水藻由简单的水生有机体组成,通过光合作用储存光能,生产植物油。而植物油可以被转化成“生物柴油”,为任何柴油发动机提供动力。

    另外,水藻可以种植在任何地方,能够迅速繁殖,几乎不需要特别的养分,只需要阳光、水和二氧化碳。而且,水藻可分解为醣、蛋白质与油脂等,海藻油可提炼为生物燃料;醣可提炼乙醇。

    除此之外,据美国《纽约时报》7月14日报道,埃森克美孚公司估计,相比较而言,水藻的产油量更高。每英亩水藻每年能生产2000加仑燃料,而棕榈树只能生产650加仑,甘蔗只能生产450加仑,玉米仅仅能生产250加仑。

    因此,很多科学家认为,通过水藻将大量二氧化碳变成生物燃料是一举数得。

    美国能源部实验室和加利福尼亚州的LiveFuels公司正在开展合作项目,从水藻中提炼原油。

    据《纽约时报》6月29日报道,美国陶氏化学公司和总部设在加州的生物燃料公司Algenol正在合作建设一座“水藻农场”,利用水藻把二氧化碳转化为作为汽车燃料或者塑料制品原材料的乙醇。

    Algenol公司首席执行官保罗·伍兹说,生产过程产生的氧气可提供给电厂,电厂产生的废气二氧化碳可以用来培植更多的水藻。在二氧化碳进入空气之前将其捕获对于缓解气候变暖也大有好处。

    各出奇招让水藻产油

    Algenol公司在“生物反应器”中培植水藻,装满盐水的水槽上面覆盖着富有弹性的塑料薄膜。水中充满二氧化碳,喂食着水藻。水藻通过光合作用,将二氧化碳和水转化为碳氢化合物乙醇、氧气和水。

    英国《经济学人》杂志的报道称,文特尔提出采用工业化的方式大规模培植(他称之为生物制造,而不是农业养殖)转基因单细胞水藻,以便生产出可用作燃料的碳氢化合物。最重要的是让水藻将碳氢化合物分泌到它们赖以生长的培养基中。

    许多水藻会产生油,然而它们不会主动将油喷出来。其他公司正在研究如何分解富含油的水藻细胞来得到油。而文特尔成功设计出了一条从另一种生物体通往实验水藻内部的分泌途径。现在,这些水藻可以释放出漂浮在培养容器表面的藻类油。

    另一个想法是调整生成藻类油的生化途径,因为,从技术上来讲,藻类油属于甘油三酸酯,其中包含碳、氢和氧原子,需要除去氧原子,留下纯碳氢化合物。

    为此,研究人员需要对数千种藻类进行精挑细选,选出最适合的水藻,埃森克美孚公司也准备投入资金进行相应的研发工作。

    理想的水藻要能经受住强烈的照明(光越强,意味着光合作用越快)以及热(阳光越充足,温度越高);而且还需要卓越的抗病毒能力,因为,病毒对如此集中规模的同种生物体群是一个巨大的威胁。如果没有合适的物种,研究人员将从几种藻类中选取理想的特性,制造出新水藻。

    《纽约时报》在报道中称,陶氏化学公司所有的一块24英亩的土地上有3100个生物反应器。该公司目前面临的问题是如何将氧气和水从乙醇中分离出来,该公司想出了一些办法,但都不尽如人意,需要改进,公司已经申请了美国能源部刺激法案的资助。

    美国佐治亚理工学院以及膜技术和研究公司都在进行相关研究,美国国家可再生能源实验室将研究二氧化碳的来源及其对水藻的影响。

    成本和技术是瓶颈

    《经济学人》的报道中写道,文特尔认为,即使使用目前已有的技术,每英亩水藻能够制造出的燃料已是每英亩玉米能够制造出的燃料的10倍多。

    而目前所有藻类燃料公司面临的最大挑战都是成本。如何在单位面积里以低廉的成本获得尽可能多的藻类,如何降低收取藻类的成本,这都是未来藻类燃料公司急需解决的问题。

    文特尔也表示,培植水藻需要大量资金,而且,还需要将二氧化碳直接灌入藻类培植场。不过,他认为,可以在不适宜耕作的土地上建立藻类养殖场,只要二氧化碳的来源能够得到确保,而很多时候,这两个条件不一定能够同时得到满足。

    人们估计,要用上水藻类生物燃料,大概还需要5年到10年时间。

    但是,就目前的情况来看,生物燃料产业的发展还是取决于油价的波动。无论如何,慷慨的大自然给人类提供了丰富的宝藏,而人类所需要做的就是用一双慧眼发现这些“璞玉”,并使用智慧将其琢磨成“珠宝”。


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