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科学家研制用海藻生产生物燃料 绿色又高产

发布时间:2012年03月19日 16:25 | 进入复兴论坛 | 来源:中国新闻网 | 手机看视频


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  寻求可替代化石燃料并且更清洁的生物燃料是许多国家未雨绸缪的打算。30年前,美国卡特政府就斥资2500万美元,支持一项以高油含量藻类生产生物柴油的计划。藻类是世界上生长最快的植物,生长条件也十分简单,所产生的油可以转化为生物柴油,藻类中的碳水化合物可以被发酵成乙醇,这些都是比柴油或天然气更清洁的燃料。

  如今,面对油价高企和环境污染的困扰,在大豆、玉米等生产生物燃料近年来争议不断的情况下,海藻燃料产业正在加速发展,多国科学家正在致力于寻找在经济和环境上可行,且可以商业规模生产海藻燃料的方法。

  产油率是其它作物数十倍

  西班牙一家生物公司日前与欧洲合作伙伴共同启动了一项绿色工程,其在位于西班牙北部的奇克拉纳市建造了海藻养殖池,利用污水处理场的废水作为养料,通过海藻的光合作用生产并提炼出生物燃料,希望以此向人们展示这一技术的广阔前景。不同菌种的海藻生产不同种类的燃料—一些海藻用来生产像大豆或其他油料作物生产出来的那种甘油酯,其他的海藻则用来生产类似碳氢化合物的混合物。此项目预计将在一年时间里生产出500升生物燃料和1500立方米甲烷。

  研究人员将富含有机物的废水输入养殖池中,通过光合作用加速海藻的繁殖。当海藻繁殖到一定程度,就会被取出。经过脱水、液化和高压处理后,就能够获得几乎与目前石油一样的生物燃料。

  与甘蔗、油菜籽等其他能够产生生物燃料的作物相比,海藻相当高产。美国能源部一份报告中提及,目前特定藻类的出油量已经达到大豆的60倍。

  公司创新与技术部经理弗兰克表示,如果将现有的养殖池扩大到10公顷,那么每年将产出20万升生物燃料和60万立方米甲烷,足以供400辆汽车使用一年,而且生产过程绿色环保,这家公司希望尽早推动这项技术的商业化运营。

  投入商业运营尚需十几年

  海藻产油研发专家表示,这一产业前景之所以诱人,是因为海藻生产出来的燃料不仅和现行的汽车的油路结构如管道、油箱和油泵等兼容一致,而且燃烧起来比化石类柴油更清洁。

  目前很多公司已经看到了这一技术的潜在商机,纷纷加大力度进行研究,但是许多研究人员认为将这一技术投入商业运营可能还需要十几年时间。因为,要想真正在未来取代石油,就必须要过“价格关”。

  目前海藻产油技术还需要解决产油量低和耗能高的问题。研究员克劳迪奥说:“把生物燃料从水中提取出来还是个技术难题,因为如果生产环节的耗能比产出还高就得不偿失了,更谈不上绿色环保。”

  对此弗兰克表示,“我们需要把生产环节的费用降低到目前的五分之一才能与化石燃料竞争。”他所在的公司希望能在2015年之前实现这一目标。

  除西班牙外,美国、法国、英国等多国早在几年前就纷纷开始了研究,致力于减少生产过程中的能耗,希望能在海藻产油领域拔得头筹。有的公司选择在封闭的黑暗环境中养殖藻类。封闭式光合反应器的优点在于水分不易散失,可以长期省水省肥地培养藻类,成为比较受欢迎的海藻培养模式,但是研究发现这也并非尽善尽美。

  比如,缺少了水分蒸腾这一天然降温手段,就需要额外耗费能量控温。此外,密闭的容器内部容易形成细菌菌落的生物被膜结构,造成细菌大量繁殖,因此需要定期清洁,这也是一大笔开支。还有,一般而言,光合反应器中藻类的密度会比露天池塘大,伴随高密度而来的另一个问题,就是如何确保管中的藻类都能得到足够的光线。为了优化光照,目前采取的通用手段是用泵让藻类不断翻动,结果是消耗了大量的能量,产生了额外的碳排放。(苑云天)