藻類的能源價值和前景

藻類能源價值研究

藻類能源研究的成果告訴我們,海水藻的能源價值要遠遠高于淡水藻,目前沿海各地具有前瞻性的研究單位和企業(yè)已經(jīng)著手制定藻類能源的項目投入。我們公司的藻種和培養(yǎng)藻類的產(chǎn)品和工程案例為客戶提供了必要的設備基礎,從種源到實驗室培養(yǎng),從中試到大規(guī)模培養(yǎng),同時藻類能源方面的最新資訊都將通過上海光語生物科技有限公司微信、微博推送給客戶,幫助客戶了解藻類能源的最新科研成果。

藻類能源價值研究由于溫室氣體大量排放,作為可再生能源的生物燃料受到了很大關注。?現(xiàn)在生物燃料的主流是以玉米和甘蔗為原料的生物乙醇,但為了不影響糧食供求,目前不以糧食為原料的“新一代生物燃料”的研發(fā)正在加速。新一代生物燃料主要將農(nóng)業(yè)殘渣及木材等作為原料。不過,利用酵母使這些原料中所含的纖維素發(fā)酵等制造工藝較為復雜,因此需要具備較高的技術實力,還會花費大量成本,要實現(xiàn)商業(yè)化面臨比較大的困難。

其中備受期待的是可產(chǎn)生油的藻類。藻類中存在可通過光合作用,利用水和二氧化碳生成油的品種。

據(jù)日本科學家研究,在未來我們將實現(xiàn)利用由藻類生產(chǎn)的油驅(qū)動噴氣式飛機的飛翔”。

目前以美國為中心,歐洲、韓國及中國也在加速進行相關研發(fā)。特別是美國,正舉國推進藻類燃料的商業(yè)化,例如奧巴馬總統(tǒng)在今年2月于邁阿密大學所做的演講中就提到,在運輸領域,藻類燃料與天然氣同樣是大有前途的石油替代能源。

藻類由于僅需收獲并榨油,因此制造工藝較為簡單。而且,在生物燃料中,其單位面積產(chǎn)油量最高。據(jù)稱有些藻類的產(chǎn)油量能達到玉米的200倍以上。

?藻類研究所遇到的困難

和目前大多數(shù)的生物研究一樣,找到合適的品種需要經(jīng)過漫長的歲月,通過反復雜交等不斷進行品種改良。藻類生物能源研究目前需要找到藻類中有幾個品種可以生成油,選擇哪種藻類,或如何找出可產(chǎn)生更多優(yōu)質(zhì)油的藻類并對其進行品種改良。目前日本科學家著眼于“眼蟲藻(euglena)”、“微綠球藻(Pseudochoricystis)”和布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)。經(jīng)過日本科學家改良的葡萄藻實現(xiàn)了約為原先1000倍的繁殖速度。

通過藻類能夠獲取大量能源的原因在于其生物效率較高。微細綠藻的細胞大小為5μm,是一種小型、單細胞、無干無枝無根的藻類。而葡萄藻是一種以群簇(同類細胞聚集而成的群)形式存在、藻體大小為30~500μm的藻類。這兩種藻類均浮游于水中,無需生成用于支撐自已的構(gòu)造物,因此不耗費能源。通過光合作用生長繁殖,生存方式十分簡單。

藻類能源前景和優(yōu)勢

藻類的優(yōu)勢在于單位占地面積的收獲量較大。目前開發(fā)的藻類,其目標值為每公頃土地每年可制造684GJ的燃料(圖2)。?要想實用化,今后還必須要降低成本,不斷摸索與吸收CO2相結(jié)合的方法。

藻類不僅節(jié)省土地,還不會浪費水資源。在農(nóng)業(yè)用水原本就面臨枯竭的當今時代,如果生物燃料的產(chǎn)量不斷增加,就會危及到水資源的供應。高等植物將氣孔蒸騰作為抽水泵來為各細胞供應水分。具體而言,就是進行超過光合作用所需水量的蒸發(fā),憑借水分失去后形成的“負壓”,通過根來汲取水分。而作為水生單細胞植物的藻類則是通過擴散由細胞膜吸入水分,因此只要水量能夠完成光合作用即可。

如果用高等植物來制造生物柴油燃料(BDF)的話,大豆為17GJ,油菜籽為46GJ,油棕櫚為230GJ,因此藻類可達到這些作物的3~40倍。另外,在生物乙醇的原料中,玉米為64GJ,甘蔗為141GJ,而改用藻類的話,則可達到5~10倍。

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