藻類(lèi)的能源價(jià)值和前景

藻類(lèi)能源價(jià)值研究

藻類(lèi)能源研究的成果告訴我們,海水藻的能源價(jià)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(lèi)能源的項(xiàng)目投入。我們公司的藻種和培養(yǎng)藻類(lèi)的產(chǎn)品和工程案例為客戶提供了必要的設(shè)備基礎(chǔ),從種源到實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng),從中試到大規(guī)模培養(yǎng),同時(shí)藻類(lèi)能源方面的最新資訊都將通過(guò)上海光語(yǔ)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(lèi)能源的最新科研成果。

藻類(lèi)能源價(jià)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(guān)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?jiān)澳静牡茸鳛樵?。不過(guò),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(fù)雜,因此需要具備較高的技術(shù)實(shí)力,還會(huì)花費(fèi)大量成本,要實(shí)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(lèi)。藻類(lèi)中存在可通過(guò)光合作用,利用水和二氧化碳生成油的品種。

據(jù)日本科學(xué)家研究,在未來(lái)我們將實(shí)現(xiàn)利用由藻類(lèi)生產(chǎn)的油驅(qū)動(dòng)噴氣式飛機(jī)的飛翔”。

目前以美國(guó)為中心,歐洲、韓國(guó)及中國(guó)也在加速進(jìn)行相關(guān)研發(fā)。特別是美國(guó),正舉國(guó)推進(jìn)藻類(lèi)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(xué)所做的演講中就提到,在運(yùn)輸領(lǐng)域,藻類(lèi)燃料與天然氣同樣是大有前途的石油替代能源。

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

?藻類(lèi)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(guò)漫長(zhǎng)的歲月,通過(guò)反復(fù)雜交等不斷進(jìn)行品種改良。藻類(lèi)生物能源研究目前需要找到藻類(lèi)中有幾個(gè)品種可以生成油,選擇哪種藻類(lèi),或如何找出可產(chǎn)生更多優(yōu)質(zhì)油的藻類(lèi)并對(duì)其進(jìn)行品種改良。目前日本科學(xué)家著眼于“眼蟲(chóng)藻(euglena)”、“微綠球藻(Pseudochoricystis)”和布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)。經(jīng)過(guò)日本科學(xué)家改良的葡萄藻實(shí)現(xiàn)了約為原先1000倍的繁殖速度。

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

藻類(lèi)能源前景和優(yōu)勢(shì)

藻類(lèi)的優(yōu)勢(shì)在于單位占地面積的收獲量較大。目前開(kāi)發(fā)的藻類(lèi),其目標(biāo)值為每公頃土地每年可制造684GJ的燃料(圖2)。?要想實(shí)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(lèi)不僅節(jié)省土地,還不會(huì)浪費(fèi)水資源。在農(nóng)業(yè)用水原本就面臨枯竭的當(dāng)今時(shí)代,如果生物燃料的產(chǎn)量不斷增加,就會(huì)危及到水資源的供應(yīng)。高等植物將氣孔蒸騰作為抽水泵來(lái)為各細(xì)胞供應(yīng)水分。具體而言,就是進(jìn)行超過(guò)光合作用所需水量的蒸發(fā),憑借水分失去后形成的“負(fù)壓”,通過(guò)根來(lái)汲取水分。而作為水生單細(xì)胞植物的藻類(lèi)則是通過(guò)擴(kuò)散由細(xì)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(lái)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(lèi)可達(dá)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(lèi)的話,則可達(dá)到5~10倍。

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