英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志7月15日刊文披露,,石油巨頭埃森克美孚公司7月14日宣稱,,將投入3億美元用于生物燃料的研發(fā),這可能是迄今為止對(duì)生物燃料的最大投入,,如果一切進(jìn)展順利,,可能會(huì)再追加3億美元。
這塊“大餡餅”砸中的是美國(guó)合成基因公司,。美國(guó)頗具傳奇色彩的生物學(xué)家和創(chuàng)業(yè)家克雷格·文特爾是該公司的共同創(chuàng)立者,,但這筆錢并不是砸向某人或細(xì)菌,而是水藻,。
科學(xué)家樂(lè)觀地預(yù)測(cè),,只需種水藻提煉燃油,就能讓人類擺脫對(duì)天然石油的依賴,。然而,,水藻變油還面臨著成本和技術(shù)方面的問(wèn)題。
便宜豐富讓水藻脫穎而出
科學(xué)家很早就提出用植物來(lái)提煉燃油,,比如從油菜籽和大豆中提煉燃油,。不過(guò),最近,,在制造生物燃料的角逐中,,因?yàn)槠洫?dú)特的品質(zhì),水藻脫穎而出,。
水藻由簡(jiǎn)單的水生有機(jī)體組成,,通過(guò)光合作用儲(chǔ)存光能,,生產(chǎn)植物油。而植物油可以被轉(zhuǎn)化成“生物柴油”,,為任何柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,。
另外,水藻可以種植在任何地方,,能夠迅速繁殖,,幾乎不需要特別的養(yǎng)分,只需要陽(yáng)光,、水和二氧化碳,。而且,水藻可分解為醣,、蛋白質(zhì)與油脂等,,海藻油可提煉為生物燃料;醣可提煉乙醇,。
除此之外,,據(jù)美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》7月14日?qǐng)?bào)道,埃森克美孚公司估計(jì),,相比較而言,,水藻的產(chǎn)油量更高。每英畝水藻每年能生產(chǎn)2000加侖燃料,,而棕櫚樹只能生產(chǎn)650加侖,,甘蔗只能生產(chǎn)450加侖,玉米僅僅能生產(chǎn)250加侖,。
因此,,很多科學(xué)家認(rèn)為,通過(guò)水藻將大量二氧化碳變成生物燃料是一舉數(shù)得,。
美國(guó)能源部實(shí)驗(yàn)室和加利福尼亞州的LiveFuels公司正在開展合作項(xiàng)目,,從水藻中提煉原油。
據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》6月29日?qǐng)?bào)道,,美國(guó)陶氏化學(xué)公司和總部設(shè)在加州的生物燃料公司Algenol正在合作建設(shè)一座“水藻農(nóng)場(chǎng)”,,利用水藻把二氧化碳轉(zhuǎn)化為作為汽車燃料或者塑料制品原材料的乙醇。
Algenol公司首席執(zhí)行官保羅·伍茲說(shuō),,生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的氧氣可提供給電廠,,電廠產(chǎn)生的廢氣二氧化碳可以用來(lái)培植更多的水藻。在二氧化碳進(jìn)入空氣之前將其捕獲對(duì)于緩解氣候變暖也大有好處,。
各出奇招讓水藻產(chǎn)油
Algenol公司在“生物反應(yīng)器”中培植水藻,,裝滿鹽水的水槽上面覆蓋著富有彈性的塑料薄膜。水中充滿二氧化碳,,喂食著水藻,。水藻通過(guò)光合作用,,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔镆掖肌⒀鯕夂退?/p>
英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志的報(bào)道稱,,文特爾提出采用工業(yè)化的方式大規(guī)模培植(他稱之為生物制造,,而不是農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖)轉(zhuǎn)基因單細(xì)胞水藻,以便生產(chǎn)出可用作燃料的碳?xì)浠衔?。最重要的是讓水藻將碳?xì)浠衔锓置诘剿鼈冑囈陨L(zhǎng)的培養(yǎng)基中,。
許多水藻會(huì)產(chǎn)生油,然而它們不會(huì)主動(dòng)將油噴出來(lái),。其他公司正在研究如何分解富含油的水藻細(xì)胞來(lái)得到油。而文特爾成功設(shè)計(jì)出了一條從另一種生物體通往實(shí)驗(yàn)水藻內(nèi)部的分泌途徑?,F(xiàn)在,,這些水藻可以釋放出漂浮在培養(yǎng)容器表面的藻類油。
另一個(gè)想法是調(diào)整生成藻類油的生化途徑,,因?yàn)?,從技術(shù)上來(lái)講,藻類油屬于甘油三酸酯,,其中包含碳,、氫和氧原子,需要除去氧原子,,留下純碳?xì)浠衔铩?/p>
為此,,研究人員需要對(duì)數(shù)千種藻類進(jìn)行精挑細(xì)選,選出最適合的水藻,,埃森克美孚公司也準(zhǔn)備投入資金進(jìn)行相應(yīng)的研發(fā)工作,。
理想的水藻要能經(jīng)受住強(qiáng)烈的照明(光越強(qiáng),意味著光合作用越快)以及熱(陽(yáng)光越充足,,溫度越高),;而且還需要卓越的抗病毒能力,因?yàn)?,病毒?duì)如此集中規(guī)模的同種生物體群是一個(gè)巨大的威脅,。如果沒(méi)有合適的物種,研究人員將從幾種藻類中選取理想的特性,,制造出新水藻,。
《紐約時(shí)報(bào)》在報(bào)道中稱,陶氏化學(xué)公司所有的一塊24英畝的土地上有3100個(gè)生物反應(yīng)器,。該公司目前面臨的問(wèn)題是如何將氧氣和水從乙醇中分離出來(lái),,該公司想出了一些辦法,但都不盡如人意,,需要改進(jìn),,公司已經(jīng)申請(qǐng)了美國(guó)能源部刺激法案的資助,。
美國(guó)佐治亞理工學(xué)院以及膜技術(shù)和研究公司都在進(jìn)行相關(guān)研究,美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室將研究二氧化碳的來(lái)源及其對(duì)水藻的影響,。
成本和技術(shù)是瓶頸
《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》的報(bào)道中寫道,,文特爾認(rèn)為,即使使用目前已有的技術(shù),,每英畝水藻能夠制造出的燃料已是每英畝玉米能夠制造出的燃料的10倍多,。
而目前所有藻類燃料公司面臨的最大挑戰(zhàn)都是成本。如何在單位面積里以低廉的成本獲得盡可能多的藻類,,如何降低收取藻類的成本,,這都是未來(lái)藻類燃料公司急需解決的問(wèn)題。
文特爾也表示,,培植水藻需要大量資金,,而且,還需要將二氧化碳直接灌入藻類培植場(chǎng),。不過(guò),,他認(rèn)為,可以在不適宜耕作的土地上建立藻類養(yǎng)殖場(chǎng),,只要二氧化碳的來(lái)源能夠得到確保,,而很多時(shí)候,這兩個(gè)條件不一定能夠同時(shí)得到滿足,。
人們估計(jì),,要用上水藻類生物燃料,大概還需要5年到10年時(shí)間,。
但是,,就目前的情況來(lái)看,生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還是取決于油價(jià)的波動(dòng),。無(wú)論如何,,慷慨的大自然給人類提供了豐富的寶藏,而人類所需要做的就是用一雙慧眼發(fā)現(xiàn)這些“璞玉”,,并使用智慧將其琢磨成“珠寶”,。(生物谷Bioon.com)