太湖藍(lán)藻爆發(fā),,巢湖藍(lán)藻爆發(fā),,滇池……
在我們?yōu)榉乐卧孱惗焚M(fèi)苦心的時(shí)候,,也不得不為這些小精靈的生長(zhǎng)能力而感嘆,。這些單細(xì)胞的生物能通過(guò)光合作用將陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成化學(xué)能;它只需要很少的輸入——主要是日光,、水和二氧化碳,,就可以“瘋長(zhǎng)”;由于身材小,,它在每單位地面上的體積比奇高,,吸收光和營(yíng)養(yǎng)的效率超強(qiáng);它不需要土壤,,可以在幾乎封閉的區(qū)域生長(zhǎng),;需要的水是傳統(tǒng)農(nóng)作物的百分之一。
那么,,我們不禁要問(wèn),,能不能種植藻類來(lái)解決燃油的短缺呢,?有人這樣試過(guò)嗎?
讓我們回溯到美國(guó)面臨的上一次能源危機(jī),。1978年,,卡特總統(tǒng)設(shè)立了水生物種計(jì)劃(ASP),評(píng)估從藻類中提取潔凈生物燃料作為汽油替代品的可能性,。20年后,,這項(xiàng)花費(fèi)2500萬(wàn)美元的計(jì)劃在克林頓總統(tǒng)任內(nèi)中止,研究人員并沒(méi)有用藻類生產(chǎn)出可觀數(shù)量的油,。不過(guò),,他們編撰了一份長(zhǎng)達(dá)328頁(yè)的工作報(bào)告,詳細(xì)記錄了已做的工作,,上傳到能源部網(wǎng)站,,“總有一天,有人會(huì)感興趣的,。”
2004年,,一位前美國(guó)海軍工程師吉姆·西爾斯讀了這份被他稱為“藻類圣經(jīng)”的報(bào)告。西爾斯曾幫助搜尋航天飛機(jī)挑戰(zhàn)者號(hào)的殘骸,,夜間潛水在佛羅里達(dá)海灘,。海藻發(fā)出磷光,從他身邊漂流而過(guò),,閃爍的光點(diǎn)消失在黝黑的遠(yuǎn)方,。這次難忘的體驗(yàn),使他一直在思考,,藻類能幫助解決燃料危機(jī)嗎,?
西爾斯花了幾星期仔細(xì)閱讀了前輩留下的報(bào)告,尋找計(jì)劃初衷和結(jié)果有差異的緣由,。他注意到,,ASP研究人員是將藻類試種在開放池塘里的。這當(dāng)然比種在密封系統(tǒng)里便宜得多,,不過(guò)野生藻類很快侵入了這些池塘,,并反客為主。另外,,當(dāng)時(shí)的油價(jià)并不高(到1996年還只在每加侖1.1美元左右,,而現(xiàn)在超過(guò)2.5美元),對(duì)柴油的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán)格,,使清潔燃料的價(jià)值得不到體現(xiàn),。
西爾斯重新設(shè)計(jì)的“種藻取油”方案,靈感來(lái)自廚房用的封口塑料袋,。通透的塑料能讓陽(yáng)光射入,,又能避免外界品種的干擾,。他建造了藻類“生長(zhǎng)器”。這是兩個(gè)相距約1米,、長(zhǎng)110米的平行架,,支撐著塑料袋。定制的滾筒偶爾像擠牙膏管似地推動(dòng)塑料袋,,讓藻類換位,,輪流、間歇地曬太陽(yáng),,這是藻類旺長(zhǎng)所需要的,。
西爾斯成立了Solix Biofuels公司,。風(fēng)險(xiǎn)資本對(duì)他的主意疑慮重重,,不過(guò)他和科羅拉多州立大學(xué)能源轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)室主任威爾遜卻一拍即合。他倆第一次坐下詳談時(shí),,發(fā)現(xiàn)對(duì)方拿出來(lái)的藻類圣經(jīng)都翻看得十分陳舊,,沾著黃色的黏液。威爾遜很快就帶著一群研究生加盟了,。
選擇正確的藻類品種是個(gè)關(guān)鍵,。在舊堡柯林斯發(fā)電廠改造的Solix實(shí)驗(yàn)中心,生物研究生艾米·波克松已嘗試了數(shù)以千計(jì)的藻類(絕大部分產(chǎn)油極微),。冰箱里,,綠色度略有不同的試管塞滿整整6箱,包括一種油含量特別高的產(chǎn)烴葡萄藻,,Solix正在評(píng)估其生成油脂的潛力,。
每個(gè)藻類品種需要不同的環(huán)境來(lái)生長(zhǎng),并制造油,。因素涉及到水生媒體,、溫度、光照水平,,以及液體的循環(huán)和擾動(dòng),。還需要在適當(dāng)?shù)纳L(zhǎng)期切斷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮的供應(yīng),這樣就能控制藻類進(jìn)入產(chǎn)油模式,。不過(guò),,這也可能減緩其生長(zhǎng),甚至導(dǎo)致死亡,。關(guān)鍵就是要找準(zhǔn)這個(gè)量,。西爾斯說(shuō),可以通過(guò)電腦精確控制所加的營(yíng)養(yǎng)物數(shù)量,,以控制生長(zhǎng)率,。
實(shí)驗(yàn)室和鄰居新比利時(shí)釀造廠也有完美的配合,。釀造廠由于燒煤加熱,產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物——二氧化碳(純度還挺高),。Solix計(jì)劃將“生長(zhǎng)器”建立在附近的空地上,,明年就能讓二氧化碳直接通進(jìn)養(yǎng)殖葡萄藻的塑料袋,既消除了有害排放,,產(chǎn)油藻類也有了營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,。
藻豐產(chǎn)后如何提煉到油也是一個(gè)難題。藻的纖維不多,,不能按常規(guī)方法壓榨取油,。有效率并相對(duì)廉宜的方法,是將溶劑(如甲醇,、己烷)加入破壁的綠色藻漿,,將油脂從水溶性蛋白質(zhì)和糖中分離出來(lái),再蒸發(fā)掉溶劑進(jìn)行純化,。
值得說(shuō)明的是,,正如BlueSun生物燃料公司首席運(yùn)行官杰夫所說(shuō),“藻類燃料現(xiàn)在還處于開發(fā)試驗(yàn)階段,。”他對(duì)藻類生物燃料計(jì)劃是感興趣的,,但前提是Solix能生產(chǎn)充足的量。打從政府科學(xué)家小組證明“從藻類制造燃料在理論上可行”以來(lái),,種藻取油的機(jī)構(gòu)建了好幾十個(gè),,但只有新西蘭的Aquaflow設(shè)法生產(chǎn)出充足的燃料,驅(qū)動(dòng)了汽車引擎,。
一個(gè)藻類“生長(zhǎng)器”就是一個(gè)微縮生態(tài)圈,,任何因素的改變,都可能引起其他方面的無(wú)序,。“藻類成長(zhǎng)如此快,,稱得上自然奇跡。”GreenFuel首席運(yùn)行官卡里說(shuō),。“而要使它達(dá)到潛在的頂點(diǎn),,必須確保所有的藻得到適度的光照,多或少都不行,。”而藻類達(dá)到高成長(zhǎng)率,,還會(huì)產(chǎn)生新問(wèn)題:細(xì)胞的飛快繁殖使大量需要的二氧化碳供應(yīng)脫節(jié);已經(jīng)生長(zhǎng)的藻可能遮蔽了所需的陽(yáng)光,,等等,。
有趣的是,在回答記者提問(wèn)的“迄今已生產(chǎn)多少燃料”時(shí),Solix職員從隔壁房間拿來(lái)一只細(xì)頸瓶,,瓶底能看到一些褐色液體,,“這是我們得到的全部。”他說(shuō),。
看來(lái),,追求綠色,并不容易,。