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海藻也能榨取柴油,，聽(tīng)起來(lái)匪夷所思，但這決不是天方夜譚,�,！霸陲@微鏡下,，它就像一個(gè)油葫蘆，比油菜籽,、花生的含油量高7至8倍,，比玉米高十幾倍�,！鄙綎|省科技廳副廳長(zhǎng),、山東海洋工程研究院院長(zhǎng)李乃勝說(shuō)。
目前，駐魯?shù)暮Ｑ髮?zhuān)家已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室取得了初步成果,，培育出的富油微藻,，最高含油比已經(jīng)達(dá)到68%，并在此基礎(chǔ)上制取生物柴油,。有專(zhuān)家認(rèn)為,，海洋微藻的能源化利用，有望成為“后石油時(shí)代”破解能源危機(jī)的一把鑰匙,。
據(jù)了解,，山東有十幾個(gè)課題組在從事微藻研究，已發(fā)現(xiàn),、篩選,、培育幾十個(gè)富油藻種，并開(kāi)始運(yùn)用基因工程技術(shù)來(lái)改造藻種,。還有一些技術(shù)力量正在進(jìn)行微藻生物柴油制備技術(shù)的研究,。
14%的鹽堿地種微藻可滿(mǎn)足全國(guó)一半的用油需求
我國(guó)從1993年起已經(jīng)成為一個(gè)石油進(jìn)口國(guó)。進(jìn)口原油不但用去大量外匯,，而且主要從局勢(shì)不穩(wěn)定的中東地區(qū)進(jìn)口,，一旦有突發(fā)事件發(fā)生，就會(huì)造成石油供應(yīng)減少或中斷,，將嚴(yán)重威脅國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,。
“從國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮，尋找可再生資源已成為當(dāng)務(wù)之急,�,！敝袊�(guó)海洋大學(xué)教授管斌認(rèn)為，利用藻類(lèi)生物質(zhì)生產(chǎn)液體燃料,，對(duì)緩解人類(lèi)面臨的糧食,、能源、環(huán)境三大危機(jī),，有著巨大的潛力,，對(duì)于減少對(duì)石油的依賴(lài)、保證國(guó)家能源安全具有深遠(yuǎn)意義,。
據(jù)了解,，我國(guó)的有機(jī)碳組成中，海洋藻類(lèi)占了1/3,，藻類(lèi)是一種數(shù)量巨大的可再生資源,，也是生產(chǎn)生物質(zhì)能源的潛在資源，其中微型藻類(lèi)的含油量非常高,，可以用于制取生物柴油。
中科院海洋研究所專(zhuān)家韓笑天說(shuō)，利用微藻生產(chǎn)生物能源具有潛在的應(yīng)用前景,。微藻能夠有效地利用太陽(yáng)能,，通過(guò)光合作用固定二氧化碳，將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫,、高不飽和烷烴,、油脂等能源物質(zhì)；而且微藻生物能源可以再生,，燃燒后不排放有毒有害物質(zhì),，對(duì)大氣二氧化碳沒(méi)有凈增加。
“微藻是未來(lái)重要的可再生能源之一,�,！敝袊�(guó)海洋大學(xué)教授潘克厚說(shuō)，微藻的種質(zhì)資源豐富,，不會(huì)因收獲而破壞生態(tài)系統(tǒng),，可大量培養(yǎng)而不占用耕地；另外,，它的光合作用效率高,，生長(zhǎng)周期短，倍增時(shí)間約3至5天,，有的藻種甚至一天可以收獲兩季,，單位面積年產(chǎn)量是糧食的幾十倍乃至上百倍。而且微藻脂類(lèi)含量在20%至70%,，這是陸地植物遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的,，可用于生產(chǎn)生物柴油或乙醇，還可望成為生產(chǎn)氫氣的一條新途徑,。
微藻的產(chǎn)油效率相當(dāng)高,，在一年的生長(zhǎng)期內(nèi)，一公頃玉米能產(chǎn)172升生物質(zhì)燃油,，一公頃大豆能產(chǎn)446升,，一公頃油菜籽能產(chǎn)1190升，一公頃棕櫚樹(shù)能產(chǎn)5950升,，而一公頃的微藻能產(chǎn)生物質(zhì)燃油95000升,。
據(jù)專(zhuān)家介紹，微藻的個(gè)體小,，木素含量很低,，易被粉碎和干燥，用微藻來(lái)生產(chǎn)液體燃料所需的處理和加工條件相對(duì)較低,，生產(chǎn)成本低,。而且微藻熱解所得生物質(zhì)燃油熱值高，平均高達(dá)33MJ/kg，是木材或農(nóng)作物秸稈的1.6倍,。
潘克厚說(shuō),，微藻在生長(zhǎng)過(guò)程中還可利用廢棄二氧化碳，從而與二氧化碳的處理和減排相結(jié)合,，國(guó)外已經(jīng)有利用發(fā)電廠(chǎng)排放的廢棄二氧化碳生產(chǎn)微藻的嘗試,，占地1平方公里的養(yǎng)藻場(chǎng)一年可以處理5萬(wàn)噸二氧化碳。
中科院青島生物能源與過(guò)程研究所生物制氫團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人郭榮波說(shuō),，微藻比植物有更高的光能轉(zhuǎn)化效率,，據(jù)估計(jì)，微藻生物質(zhì)產(chǎn)量可達(dá)到陸地植物的300倍,。而且微藻生長(zhǎng)的適應(yīng)性強(qiáng),，海水、淡水都可以養(yǎng)殖,，微藻農(nóng)場(chǎng)可設(shè)于任何地點(diǎn),，可以在鹽堿地、粘土地,、灘涂以及淺海,、湖泊養(yǎng)殖，不與糧爭(zhēng)地,，不與人爭(zhēng)糧,。“我國(guó)鹽堿地面積達(dá)1.5億畝,，如果用14%的鹽堿地種植微藻,，在技術(shù)成熟的條件下，生產(chǎn)的柴油量就可滿(mǎn)足全國(guó)50%的用油需求,�,！�
專(zhuān)家們認(rèn)為，我國(guó)在薯干,、玉米等發(fā)酵生產(chǎn)酒精技術(shù)上已比較成熟,，但每生產(chǎn)一噸酒精需要3噸糧食作為原料。如果每年生產(chǎn)一千萬(wàn)噸酒精,，就需要三千萬(wàn)噸玉米,，這比我國(guó)玉米生產(chǎn)基地吉林年產(chǎn)量還要大。隨著可利用的土地不斷減少,，在世界范圍內(nèi),，糧食供給越來(lái)越成為影響人類(lèi)生存的大問(wèn)題，如果每年生產(chǎn)幾千萬(wàn)噸酒精,，都以糧食為原料,，顯然是不可能的,，而利用微藻來(lái)制取酒精和生物柴油，顯然是“一舉數(shù)得”,。
微藻制油已為日美等國(guó)關(guān)注
美國(guó)從1976年起就啟動(dòng)了微藻能源研究,，研究以化石燃料產(chǎn)生的廢氣生產(chǎn)高含脂微藻。這一計(jì)劃因?yàn)檠芯拷?jīng)費(fèi)精減,、藻類(lèi)制油成本過(guò)高，而于1996年中止,。但是,，美國(guó)的科學(xué)家已經(jīng)培育出富油的工程小環(huán)藻，這種藻類(lèi)在實(shí)驗(yàn)室條件下脂質(zhì)含量可達(dá)到60%以上(比自然狀態(tài)下微藻的脂質(zhì)含量提高3至12倍),，戶(hù)外生產(chǎn)也可增加到40%以上,。這為未來(lái)研究提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2006年11月,，美國(guó)綠色能源科技公司和亞利桑那公眾服務(wù)公司在亞利桑那州建立了可與1040兆瓦電廠(chǎng)煙道氣相連接的商業(yè)化系統(tǒng),，成功地利用煙道氣的二氧化碳，大規(guī)模光合成培養(yǎng)微藻,，并將微藻轉(zhuǎn)化為生物“原油”,，其產(chǎn)率可達(dá)到每年每英畝提供5000至10000加侖生物柴油和相當(dāng)量生物乙醇的水平。
2007年,，由美國(guó)能源部圣地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室牽頭,，美國(guó)國(guó)內(nèi)十幾家實(shí)驗(yàn)室和上百位科學(xué)家組成的聯(lián)盟宣布了由國(guó)家能源局支持的“微型曼哈頓計(jì)劃”，計(jì)劃在2010年實(shí)現(xiàn)微藻制備生物柴油的工業(yè)化,。美國(guó)能源局計(jì)劃在各項(xiàng)技術(shù)全面進(jìn)展的前提下,，將微藻產(chǎn)油的成本于2015年降至2至3美元/加侖。
2007年3月,，以色列一家公司對(duì)外展示了利用海藻吸收二氧化碳,，轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能為生物質(zhì)能的技術(shù)，在離電廠(chǎng)煙囪幾百米處的跑道池中規(guī)模培養(yǎng)海藻,，并將其轉(zhuǎn)化為燃料,，每5公斤藻可產(chǎn)1升燃料。
據(jù)中國(guó)海洋大學(xué)教授潘克厚等海洋專(zhuān)家介紹,，在微藻產(chǎn)乙醇方面,，美國(guó)也已開(kāi)發(fā)出利用微藻替代糖來(lái)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的專(zhuān)利，目前還沒(méi)有工業(yè)應(yīng)用,；日本兩家公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)出利用微藻將二氧化碳轉(zhuǎn)換成燃料乙醇的新技術(shù),，計(jì)劃在2010年研制出有關(guān)設(shè)備。
微藻制油應(yīng)列為國(guó)家工程
鑒于微藻的重要能源價(jià)值以及世界各國(guó)能源微藻研究的進(jìn)展,，有專(zhuān)家建議,，我國(guó)應(yīng)立即啟動(dòng)微藻產(chǎn)乙醇,、產(chǎn)油技術(shù)的研究，對(duì)微藻產(chǎn)氫也要注意跟蹤動(dòng)態(tài),，作好長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃,。
我國(guó)在能源微藻基礎(chǔ)研究方面有很強(qiáng)的力量：南北眾多高校和科研院所承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家及省部級(jí)微藻分類(lèi)、育種和保存技術(shù)研究,，擁有一大批淡水和海水微藻種質(zhì)資源,；另外，大連化物所等單位在產(chǎn)氫微藻,，中國(guó)海洋大學(xué),、清華大學(xué)等單位在產(chǎn)油微藻方面具有一定工作基礎(chǔ)；我國(guó)在微藻大規(guī)模養(yǎng)殖方面走在世界前列,，養(yǎng)殖的微藻種類(lèi)包括螺旋藻,、小球藻、鹽藻,、柵藻,、雨生紅球藻等。
從事這一研究的專(zhuān)家建議,，利用微藻制取生物柴油,，具有重要的政治、經(jīng)濟(jì),、科學(xué)意義,，國(guó)家對(duì)此應(yīng)加大科技支持力度，使之上升為國(guó)家項(xiàng)目,。微藻制油需要國(guó)家立項(xiàng)支持,，科技部、發(fā)改委,、財(cái)政部,、能源局等部委在科技立項(xiàng)時(shí)，要向微藻制油傾斜,。
其次,，盡快依托駐在青島的海洋科技力量，建立能源微藻研究的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,。山東匯聚了我國(guó)海洋科技力量的半壁江山,，擁有一支海洋科技領(lǐng)域的“國(guó)家隊(duì)”。近期山東打算整合幾個(gè)海洋院所的科研力量,，形成一個(gè)技術(shù)平臺(tái),，爭(zhēng)取在藻種篩選、培育上有所突破,，建立一個(gè)富油藻種庫(kù),。
第三,，動(dòng)員感興趣的企業(yè)研究微藻制油的自動(dòng)化設(shè)備，對(duì)愿意利用微藻生產(chǎn)柴油的企業(yè),，出臺(tái)鼓勵(lì)政策,，盡快促成微藻制油的產(chǎn)業(yè)化。 |
