什么東西不僅產(chǎn)生的過程無害,,能夠產(chǎn)生綠色燃料,就連其殘?jiān)寄艹蔀榫G色原料,,而且還可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn)?這就是隨處可見的水藻—或許日后它將成為比太陽能還適合的最佳石油替代品。
國際能源署在其2009年年度報(bào)告《世界能源展望2009》中提到,,2020年之前,,國際化石燃料的消耗將達(dá)到峰值,那時(shí),,與能源相關(guān)的二氧化碳排放將比2007年高出6%,。
更加嚴(yán)峻的問題是,如果按照每年2%~3%的消費(fèi)速率增長(zhǎng),,最多到2099年,,世界上所有已知的油氣資源都將消耗殆盡。
能源危機(jī)和碳排放早就不是什么新鮮話題,,各國的科學(xué)家們也致力于尋找新的清潔能源以替代不可再生且污染嚴(yán)重的化石燃料,,如石油、天然氣和煤等,。從谷物(主要是玉米和甘蔗)中提取乙醇的方法或許管用,,但前兩年由于過多占用食用糧食而導(dǎo)致的糧食危機(jī)至今還歷歷在目。
我們從大部分的陸生植物中只能提取出乙醇,,因?yàn)檫@些植物將吸收的二氧化碳存于自己的芽,、根、細(xì)胞壁和淀粉里——這些東西都可以轉(zhuǎn)化成乙醇,。但人類真正最需要的高效燃料還是油氣資源,。目前人類獲得石油、天然氣和煤的主要途徑還是遠(yuǎn)古時(shí)期沉淀于地下,、在地殼的擠壓和地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的幫助下經(jīng)歷數(shù)百萬年而轉(zhuǎn)化成燃料的生物們,。不過還有一些水生植物不需要等待如此漫長(zhǎng)的時(shí)間,它們可以實(shí)時(shí)地利用光合作用把大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)換成能跟石油相媲美的原料,。
這時(shí),,隨處可見的水藻就華麗登場(chǎng)了。
“純綠色”原料
用水藻萃取燃料的想法已經(jīng)持續(xù)了好幾十年,。美國能源部早在1978年就開始了該項(xiàng)目的研究,。水藻作為萃取燃料的原料,,擁有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。
“這就像是一種煉金術(shù),。”日本筑波大學(xué)環(huán)境科學(xué)教授渡邊誠說,,“它具有成為我們主要能源來源的巨大潛力。”
首先是水藻容易生存和養(yǎng)殖,,在惡劣環(huán)境中仍具有頑強(qiáng)的生命力,,只需要通過光合作用,利用陽光,、水和二氧化碳來生成氧氣和生物燃料,。此外,水藻的生長(zhǎng)對(duì)水質(zhì)沒有太高要求,,除了普通的淡水以外,,在污水、鹽水甚至堿水中都能生存,,也可以養(yǎng)殖在光生物反應(yīng)器中,。
第二是水藻不會(huì)占用太多的農(nóng)業(yè)耕地,廢棄的池塘,、無人的海岸線、實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)皿都可以實(shí)現(xiàn)人工養(yǎng)殖,。水藻還可以被養(yǎng)殖在二氧化碳排放大戶——水泥窯,、發(fā)電廠、發(fā)酵設(shè)施,、化工廠等 —— 周邊,,大量的二氧化碳讓水藻成為碳捕獲和碳儲(chǔ)存的介質(zhì)。這些導(dǎo)致全球變暖的溫室氣體反而可以促進(jìn)水藻的生長(zhǎng),。
第三,,水藻是第二代生物燃料(今年已經(jīng)出現(xiàn)了以水藻為原料的第三代生物燃料技術(shù)),用以解決第一代生物燃料(谷物)所不能克服的糧食危機(jī)問題,。它與人類賴以生存的食物不會(huì)形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,,因此不會(huì)讓糧食危機(jī)重蹈覆轍。研究表明,,水藻比谷物產(chǎn)量更高,,因?yàn)椴徽摐囟热绾危鼈兌寄艹掷m(xù)保持生產(chǎn),。據(jù)說在理論上,,一塊跟比利時(shí)國土大小相當(dāng)?shù)乃迮囵B(yǎng)基地所生產(chǎn)的生物燃料,就可以供全美國的運(yùn)輸業(yè)使用,。
最后一點(diǎn)是水藻具有天然的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì),,繁殖速度快,,對(duì)季節(jié)和溫度也完全沒有挑剔。用于人工養(yǎng)殖的光生物反應(yīng)器可以保護(hù)水藻不受污染,,并在恒定的溫度中增加其產(chǎn)量,。日本筑波大學(xué)負(fù)責(zé)水藻燃料研究項(xiàng)目的渡邊誠教授聲稱,在實(shí)驗(yàn)室里,,水藻的產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了1000噸/公頃/年,。他正計(jì)劃今年9月開始在東京附近的筑波大學(xué)茨城轄區(qū)進(jìn)行1600萬美元的戶外試驗(yàn)計(jì)劃。(生物谷 Bioon.com)