太湖藍藻爆發(fā),巢湖藍藻爆發(fā),,滇池……
在我們?yōu)榉乐卧孱惗焚M苦心的時候,,也不得不為這些小精靈的生長能力而感嘆。這些單細胞的生物能通過光合作用將陽光轉(zhuǎn)換成化學能,;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”,;由于身材小,,它在每單位地面上的體積比奇高,吸收光和營養(yǎng)的效率超強,;它不需要土壤,,可以在幾乎封閉的區(qū)域生長;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,能不能種植藻類來解決燃油的短缺呢,?有人這樣試過嗎,?
讓我們回溯到美國面臨的上一次能源危機。1978年,,卡特總統(tǒng)設立了水生物種計劃(ASP),,評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,,這項花費2500萬美元的計劃在克林頓總統(tǒng)任內(nèi)中止,,研究人員并沒有用藻類生產(chǎn)出可觀數(shù)量的油。不過,,他們編撰了一份長達328頁的工作報告,,詳細記錄了已做的工作,上傳到能源部網(wǎng)站,,“總有一天,,有人會感興趣的。”
2004年,,一位前美國海軍工程師吉姆·西爾斯讀了這份被他稱為“藻類圣經(jīng)”的報告,。西爾斯曾幫助搜尋航天飛機挑戰(zhàn)者號的殘骸,夜間潛水在佛羅里達海灘,。海藻發(fā)出磷光,,從他身邊漂流而過,,閃爍的光點消失在黝黑的遠方。這次難忘的體驗,,使他一直在思考,藻類能幫助解決燃料危機嗎,?
西爾斯花了幾星期仔細閱讀了前輩留下的報告,,尋找計劃初衷和結(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,。這當然比種在密封系統(tǒng)里便宜得多,不過野生藻類很快侵入了這些池塘,,并反客為主,。另外,當時的油價并不高(到1996年還只在每加侖1.1美元左右,,而現(xiàn)在超過2.5美元),,對柴油的環(huán)保標準不嚴格,使清潔燃料的價值得不到體現(xiàn),。
西爾斯重新設計的“種藻取油”方案,,靈感來自廚房用的封口塑料袋。通透的塑料能讓陽光射入,,又能避免外界品種的干擾,。他建造了藻類“生長器”。這是兩個相距約1米,、長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塑料袋,,讓藻類換位,,輪流、間歇地曬太陽,,這是藻類旺長所需要的,。
西爾斯成立了Solix Biofuels公司。風險資本對他的主意疑慮重重,,不過他和科羅拉多州立大學能源轉(zhuǎn)換實驗室主任威爾遜卻一拍即合,。他倆第一次坐下詳談時,發(fā)現(xiàn)對方拿出來的藻類圣經(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關(guān)鍵,。在舊堡柯林斯發(fā)電廠改造的Solix實驗中心,,生物研究生艾米·波克松已嘗試了數(shù)以千計的藻類(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正在評估其生成油脂的潛力。
每個藻類品種需要不同的環(huán)境來生長,,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。還需要在適當?shù)纳L期切斷營養(yǎng)物質(zhì)氮的供應,,這樣就能控制藻類進入產(chǎn)油模式,。不過,這也可能減緩其生長,,甚至導致死亡,。關(guān)鍵就是要找準這個量。西爾斯說,,可以通過電腦精確控制所加的營養(yǎng)物數(shù)量,,以控制生長率。
實驗室和鄰居新比利時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計劃將“生長器”建立在附近的空地上,,明年就能讓二氧化碳直接通進養(yǎng)殖葡萄藻的塑料袋,,既消除了有害排放,產(chǎn)油藻類也有了營養(yǎng)來源,。
藻豐產(chǎn)后如何提煉到油也是一個難題,。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,,再蒸發(fā)掉溶劑進行純化。
值得說明的是,,正如BlueSun生物燃料公司首席運行官杰夫所說,,“藻類燃料現(xiàn)在還處于開發(fā)試驗階段。”他對藻類生物燃料計劃是感興趣的,,但前提是Solix能生產(chǎn)充足的量,。打從政府科學家小組證明“從藻類制造燃料在理論上可行”以來,,種藻取油的機構(gòu)建了好幾十個,但只有新西蘭的Aquaflow設法生產(chǎn)出充足的燃料,,驅(qū)動了汽車引擎,。
一個藻類“生長器”就是一個微縮生態(tài)圈,任何因素的改變,,都可能引起其他方面的無序,。“藻類成長如此快,稱得上自然奇跡,。”GreenFuel首席運行官卡里說。“而要使它達到潛在的頂點,,必須確保所有的藻得到適度的光照,,多或少都不行。”而藻類達到高成長率,,還會產(chǎn)生新問題:細胞的飛快繁殖使大量需要的二氧化碳供應脫節(jié),;已經(jīng)生長的藻可能遮蔽了所需的陽光,等等,。
有趣的是,,在回答記者提問的“迄今已生產(chǎn)多少燃料”時,Solix職員從隔壁房間拿來一只細頸瓶,,瓶底能看到一些褐色液體,,“這是我們得到的全部。”他說,。
看來,,追求綠色,并不容易,。