我们能拯救藻类生物燃料产业吗?

来自中国科技网  2016-06-02

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,这是最常见的生物燃料。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最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,世界上最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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