水藻,最绿的燃料

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我们对藻类的认识多来自一种风靡一时的健康食品――螺旋藻。如今，这种微小单细胞生物摇身一变，成了新一代的能源之星。它可以在淡水、咸水或处理过的污水里生长，不会与粮食作物争地，还可以吸收二氧化碳的水藻，将成为未来生物能源的最佳选择之一。经过处理的水藻能榨出藻油，藻油可以直接在改良的柴油机上使用；藻油还能替代石油精炼出汽油、柴油、航空燃料和民用燃料油等。榨过油的藻泥，其淀粉能被分离出来发酵制造乙醇、甲醇和其他以酒精为基础的燃料，藻类蛋白质可以变成动物饲料，加工残渣还可以用作建筑材料。可以说，藻类浑身是宝。

水藻是世界上生长最快的植物之一，如果条件适合，水藻一夜之间就可以体积加倍。它不像其他生物燃料，比如大豆或甘蔗是按季节收割的，水藻可以日复一日地收获。水藻干物质中的油含量最高可达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，其含油量却只有20％。而且，水藻可以养殖在任何地方，在海水中也可以种植水藻，无须占用农田，不和粮食作物争地。

利用水藻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，美国就启动了耗资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，美国政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。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，克林顿政府为了减少财政预算，关闭了这一项目。

产能是大豆的30倍

美国国家可再生能源实验室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继续研究。科学家最早寄希望于传统的小球藻，它的含油量很高。但是种植几天以后，发现水池被另外一种藻类侵占了，那是一种栅藻，这种本地藻类虽然含油量不怎么样，但蕴含了30％可发酵的糖分，正可用来制造生物乙醇。

与陆地植物相比，水藻绝对是占尽先机。水藻的优势在于它们占地面积少，回报大。理论上，水藻是循环二氧化碳的最佳途径。像所有的植物一样，它们以光为能量来固定二氧化碳。但与植物不同，这些微生物的质量每24小时几乎就能翻上一番。据估算，微藻每公顷的生物燃料产量将是现在用于制造生物柴油的植物(大豆、油菜、油棕)的30倍。第一个难点在于要尽力避免其他微生物感染种植池，因此要对种植池进行不间断的监控。经过两三天的种植后，可以用水泵抽掉水然后滤出水藻。随后加入絮凝剂使它们黏合在一起，然后把它们放到离心机脱水。根据选用水藻种类的个头大小，必须重复这道工序两到三次，甚至更多，以最终获取浓度20％的水藻糊。这些步骤目前能耗都非常高。制造生物乙醇不需要干燥水藻糊，只要混合一些化学品就可获得糖浆。为了提取糖浆中的糖分，它们首先要通过离心机，然后使用反渗透过滤系统过滤。获得的糖将被注入到放了酵母的发酵桶里，从而转化成乙醇。据估算，1公顷的种植池可以产出7.2吨的生物乙醇。作为比较，同样面积的蔗田只能生产4.5吨的生物乙醇。这种生物乙醇可以按照5％～95％的比例混入汽油。

能否替代石油燃料?

用藻类制造燃料的技术目前还停留在实验阶段，而任何家生物燃料公司所面临的最大挑战都是成本。如果钱不成问题的话，任何人都可以栽种藻类。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，很多藻类公司已经做了很多工作，但是其成本却很难降下来，因为至今除了在试验中，还没有人完成这种过程。

研究人员正在竞相培育高效的藻类品种，并在努力研发如何更为高效地从微藻中榨油。今天，很多藻类品系已经被改造为转基因的超级植物，这正是生物燃料启动的秘诀。现在，水藻原油已经从试管走到了装桶的阶段。绿色燃料公司是藻类工业的老字号，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。问题是，要过上多久人们才能用上这种绿色汽油呢?现在最大的问题是把成本降下来，美国国防部估计藻类油的价格是20美元1加仑。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。专家预测，人们要用上这种藻类生物燃料，大概还需10年时间。