本月初,，德國(guó)棄核成為了媒體關(guān)注的熱點(diǎn),，這個(gè)近25年來(lái)首個(gè)放棄核電的工業(yè)化國(guó)家引來(lái)了一片唏噓。在化石能源日漸枯竭,，原油價(jià)格不斷飆漲的今天,，德國(guó)政府的底氣究竟源自何處？
不少人都注意到在宣布棄核的同時(shí),，德國(guó)執(zhí)政聯(lián)盟還公布了一份雄心勃勃的新能源計(jì)劃,，稱將投入330億至400億歐元用于發(fā)展可再生能源，并希望在2022年之前將可再生能源的比重增加到35%左右,。這一消息的公布立即引發(fā)了人們對(duì)于可再生能源即將迎來(lái)發(fā)展契機(jī)的猜想,。沉寂已久的水藻油也再次出現(xiàn)在了人們的視野當(dāng)中。而日前美國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)研究則對(duì)以水藻油為代表的生物能源的前景提供了背書,。
這篇發(fā)表在《水資源研究》雜志上的研究稱,，如能在美國(guó)墨西哥灣沿岸、東南海岸以及五大湖地區(qū)廣泛種植水藻并將其制成燃料,，將有望替代17%的進(jìn)口石油,。如果將更多的資源投入使用，這一比例還可以更高,。水藻油或許值得我們期待,。
水藻制油優(yōu)點(diǎn)多
負(fù)責(zé)該項(xiàng)研究的西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）水文學(xué)家馬克·威格莫斯特說(shuō)，一直以來(lái)決策者和研究人員都對(duì)水藻油的開發(fā)寄予了極大的興趣和期望,，因?yàn)樗逵陀兄渌锶剂想y以企及的優(yōu)點(diǎn),。
首先是易種植、繁殖快,。水藻幾乎可以種植在任何有水的地方,，水塘里、袋子里或水箱中都沒(méi)有問(wèn)題,，其繁殖速度更可以以小時(shí)來(lái)計(jì)算,。與其他生產(chǎn)生物燃料的植物相比，水藻幾乎不需要特別的養(yǎng)分,，有陽(yáng)光,、水和二氧化碳即可。在種植上更可以采取立體方式,，使空間占用率達(dá)到最小,。
其次，水藻的能量密度比其他生物燃料植物更高,。例如,，每年每公頃水藻生產(chǎn)的燃油要比玉米生產(chǎn)的乙醇多80倍以上,，與大豆相比也大體類似。因此,，采用水藻制油效率更高,。
此外，與玉米和大豆不同,，水藻并非普遍的食物來(lái)源,，用其生產(chǎn)生物燃料不會(huì)出現(xiàn)與人爭(zhēng)奪口糧的尷尬局面。由于水藻是二氧化碳的消費(fèi)生物,，它也被認(rèn)為是碳中性的能量來(lái)源,。因此，將藻類放置在發(fā)電廠旁就可以減少碳排放,，并延緩二氧化碳進(jìn)入大氣層,。水藻還能消化氮和磷，這些都是水體的常見污染物,，這意味著水藻也可以在市政污水中存活,，并起到凈化水體的作用。
信息系統(tǒng)繪藍(lán)圖
“但仍有一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是生產(chǎn)水藻油所不能不面對(duì)的——那就是水,。要驗(yàn)證水藻油替代石油的可能性就必須對(duì)與此相關(guān)的水資源和土地的利用作出詳細(xì)的評(píng)估,。這便是這項(xiàng)研究的出發(fā)點(diǎn)，它為美國(guó)可再生能源相關(guān)決策的制定提供了基礎(chǔ)和初步概算,。”威格莫斯特說(shuō),。
威格莫斯特和他的同事首次對(duì)美國(guó)發(fā)展水藻生物燃料的可行性進(jìn)行了評(píng)估，并給出了所需土地和水的用量,。為使研究數(shù)據(jù)更加精確可靠,，研究人員開發(fā)出了一套精度高達(dá)100英尺（30.48米）的國(guó)家地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包括全美及毗鄰地區(qū)的地形地貌,、人口,、土地使用狀況等信息。通過(guò)該系統(tǒng),，研究人員就能識(shí)別出更適合藻類生長(zhǎng)的地區(qū),，如那些沒(méi)有用于耕種的平地、在城市和環(huán)境敏感地區(qū)之外的池塘或國(guó)家森林公園,。
接下來(lái),，研究人員對(duì)過(guò)去30年的氣象資料進(jìn)行了收集整理，這能幫助他們確定特定地區(qū)的光照和溫濕度等情況,。將這些變量加入數(shù)據(jù)庫(kù)后,，就能計(jì)算出特定地區(qū)單位時(shí)間內(nèi)水藻的產(chǎn)量。
研究發(fā)現(xiàn)，如能在墨西哥灣沿岸,、東南海岸以及五大湖這樣陽(yáng)光充足和氣候潮濕的地區(qū)廣泛種植水藻,，每年將有望產(chǎn)出210億加侖（約795億升）生物燃油,，這相當(dāng)于2008年美國(guó)從海外進(jìn)口石油數(shù)量的17%,，并已接近2007年《能源獨(dú)立于安全法案》中所規(guī)定的2022年前將可再生能源產(chǎn)量提高到每年360億加侖的目標(biāo)。而如果充分使用全美的可用資源,，水藻油替代進(jìn)口石油的比例最多可達(dá)到48%,，但這會(huì)占用更多的土地和水資源。
總之,，水藻油的生產(chǎn)將有望使美國(guó)的能源問(wèn)題獲得極大緩解（2009年美國(guó)所消耗的石油中有一半以上都來(lái)自進(jìn)口）,。
節(jié)水仍需花心思
研究人員同時(shí)發(fā)現(xiàn)，每加侖水藻油的生產(chǎn)需要用水350加侖,，從總量上看這相當(dāng)于全美國(guó)農(nóng)田灌溉用水的四分之一,。而如果以所生產(chǎn)的油料驅(qū)動(dòng)車輛的距離計(jì)算，使用水藻油驅(qū)動(dòng)車輛每英里的耗水量大約為8.6到50.2加侖,。這個(gè)數(shù)字不但遠(yuǎn)大于生產(chǎn)傳統(tǒng)化石燃料的耗水量,，也略大于生產(chǎn)玉米乙醇的耗水量。
按照先前公布的數(shù)據(jù),，玉米乙醇燃油驅(qū)動(dòng)車輛每英里的耗水量大約為0.6到61.9加侖,；由于傳統(tǒng)化石燃料的生產(chǎn)并不需要耗費(fèi)像藻類或玉米那么多的水，用天然氣驅(qū)動(dòng)汽車每英里的耗水量?jī)H為0.09到0.3加侖,。
威格莫斯特說(shuō),，雖然假設(shè)前提和研究方法的不同會(huì)導(dǎo)致上述幾種燃料耗水量的計(jì)算出現(xiàn)較大誤差，但選擇藻類作為能量來(lái)源就必然會(huì)面臨著節(jié)水的問(wèn)題,。不過(guò)這一問(wèn)題并非無(wú)法解決,，如果選址得當(dāng)并采用適合的技術(shù)的話，低成本商業(yè)化藻類生物燃料的生產(chǎn)一定是值得期待的,。
下一步,，威格莫斯特和他的同事還將就非淡水資源（海水和污水）中水藻油的生產(chǎn)展開研究。此外,，他們還在研究在寒冷季節(jié)用溫室池塘種植水藻,，生產(chǎn)水藻油，以使該產(chǎn)業(yè)獲得更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,。（生物谷Bioon.com）
