如果在我國廣闊的沿海和內(nèi)地水域大規(guī)模種植工程高油藻類，生物柴油的生產(chǎn)規(guī)模可以達到數(shù)千萬噸。這并非遙不可及。在科研人員的積極探索下，國內(nèi)在海洋微藻制取生物柴油方面已取得可喜成果，更宏大的項目正在醞釀之中。
中國工程院院士閔恩澤日前在華中科技大學演講時透露，明年我國將有部分城市銷售含5％微藻生物柴油的“綠色石油”。但受成本和生產(chǎn)條件制約，這種“綠色石油”大力推廣還需時日。
閔恩澤院士算了一筆賬：如果推廣含5％生物柴油的清潔燃油，以我國目前石油的使用量計算，生物柴油的需求量是600萬噸。這項技術(shù)的經(jīng)濟和生態(tài)效益都非常可觀。
微藻柴油可望滿足全國一半用油
“在顯微鏡下，海藻就像一個油葫蘆，比油菜籽、花生的含油量高7～8倍，比玉米高十幾倍。”山東海洋工程研究院院長李乃勝介紹，海洋微藻制取生物柴油是目前國際新能源領(lǐng)域的新方向。
專家指出，我國鹽堿地面積達1.5億畝。如果用14%的鹽堿地培養(yǎng)微藻，在技術(shù)成熟的條件下，生產(chǎn)的柴油量就可滿足全國50%的用油需求。
中國海洋大學教授潘克厚說，微藻資源豐富，不會因收獲而破壞生態(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，生長周期短，單位面積年產(chǎn)量是糧食的幾十倍乃至上百倍。而且微藻脂類含量在20%至70%，是陸地植物遠遠達不到的，不僅可生產(chǎn)生物柴油或乙醇，還有望成為生產(chǎn)氫氣的新原料。
閔恩澤院士表示，在使用秸稈生產(chǎn)乙醇汽油之后，利用微藻生產(chǎn)生物柴油是現(xiàn)在最新的“綠色”燃油技術(shù)，不過技術(shù)雖已成熟，但微藻燃油生產(chǎn)系統(tǒng)的投產(chǎn)還需要時間。他認為，要讓普通交通工具都“喝”上微藻生物柴油，還必須跨越三道檻：首先是成本。微藻燃油項目的產(chǎn)業(yè)鏈很長，藻類的培養(yǎng)成本很高，制成品的價格是目前石油的好多倍；其次，微藻生物柴油項目要投產(chǎn)，規(guī)模要很大才能做，而現(xiàn)在各個研究機構(gòu)的生產(chǎn)規(guī)模都很小；再次，難以找到合適的生產(chǎn)場地。在藻類培養(yǎng)中，藻類的密度只能到1％~2％，如果太密藻類就無法吸收陽光。微藻生長對陽光和水的高要求，決定了需要大型的場地。
我國成套技術(shù)項目已經(jīng)啟動
不久前，中國科學院與中國石油化工股份有限公司聯(lián)合召開了微藻生物柴油成套技術(shù)項目啟動會。
會上，項目倡議人、兩院院士閔恩澤指出，從微藻轉(zhuǎn)化為生物柴油的過程中，微藻是基礎(chǔ)，光反應(yīng)器是轉(zhuǎn)化關(guān)鍵，要自始至終加強戰(zhàn)略研究。中國科學院與中國石化合作開發(fā)微藻生物柴油技術(shù)，近期要完成小試研究；2015年前后實現(xiàn)戶外中試裝置研發(fā)；遠期將建設(shè)萬噸級工業(yè)示范裝置。
中國科學院副院長李靜海強調(diào)，微藻是潛力很大的生物能源，但規(guī)模和成本是目前開發(fā)微藻的兩大瓶頸問題，因此要把微藻生物柴油技術(shù)作為一項長遠事業(yè)，重視方案和路線選擇。中科院與中國石化在微藻生物柴油這一前瞻性領(lǐng)域從一開始就以產(chǎn)業(yè)為導向緊密合作，為學術(shù)界與工業(yè)界的合作提供了很好的示范，具有重要意義。中科院目前正在實施太陽能行動計劃，微藻生物能源是其中的重要組成部分。
中國石化總工程師曹湘洪院士指出，在項目技術(shù)經(jīng)濟性方面，目光要放長遠，堅持長期作戰(zhàn)。隨著技術(shù)進步及環(huán)境要求提高，微藻生物柴油技術(shù)會體現(xiàn)出競爭力。合作雙方應(yīng)優(yōu)勢互補，爭取推出高水平的科學技術(shù)成果。
專家認為，中科院與中國石化合作具備完整的產(chǎn)業(yè)鏈。雙方應(yīng)充分利用國家政策，爭取國家支持。據(jù)悉，中國石化科技開發(fā)部、中科院高技術(shù)局和生物局聯(lián)合調(diào)研后，決定共同開展微藻生物柴油技術(shù)項目合作。
上海加緊開發(fā)微藻制油新技術(shù)
4月21日從上海交通大學生命科學技術(shù)學院傳出消息，由上海市科委立項的微藻制油項目已取得小試階段性成果。科研人員正加緊研發(fā)既能產(chǎn)出柴油，又能減排二氧化碳的微藻制油新技術(shù)，并準備將成果率先應(yīng)用于治理燃煤電廠廢氣。
主持藻類制油研究的上海交通大學副教授繆曉玲表示，目前課題組正在解決品種選擇問題。現(xiàn)在全世界已知的藻類有近3萬種，其中含油量高的未必長得快，長得快的又未必適應(yīng)高濃度二氧化碳環(huán)境。科研人員希望從中找到最適宜的品種，讓微藻能大量吸收二氧化碳，并通過葉綠素的光合作用制造生長所需的養(yǎng)分，從中提取出油脂，再制備出生物柴油。這種生物柴油與傳統(tǒng)石化柴油的性質(zhì)和成分相似，某些指標如發(fā)動機低溫啟動性能甚至更好。
為實現(xiàn)微藻柴油產(chǎn)業(yè)化，課題組計劃開發(fā)適合工業(yè)化生產(chǎn)的連續(xù)采收、能源消耗低的脫水干燥和微藻制油技術(shù)，建立規(guī)模化的微藻制油工廠，在大型容器中養(yǎng)殖微藻。按照設(shè)想，白天，陽光和工業(yè)二氧化碳廢氣將為微藻創(chuàng)造出適宜的生長條件；夜晚，光合作用停止，但依然可以給微藻“喂食”工業(yè)廢水，讓它們利用廢水中的糖制造養(yǎng)分；“榨油”之后的微藻殘渣，則可以作為新型生物質(zhì)能鍋爐的燃料。經(jīng)過這一輪的綠色循環(huán)，微藻柴油能做到讓汽車的碳排放降為零。
上海交大生物質(zhì)能研究中心主任羅永浩教授認為，上海有很多大型燃煤電廠，其氣體排放組成中有99%是二氧化碳，運用這項技術(shù)可使微藻制油在本地循環(huán)起來。
據(jù)了解，藻類含有大量生物油脂，部分品種含油量達70%。它們的光合作用效率高，生長迅速，最多兩周就可以完成一個生長周期。研究表明，每公頃土地玉米年產(chǎn)油量只有120升，大豆為440升，而藻類可達1.5萬至8萬升。藻類將是非常有潛力的生物柴油來源。殼牌、雪佛龍等石油巨頭以及正致力于新能源開發(fā)的微軟董事長比爾·蓋茨，近兩年已投入巨資啟動微藻制油研發(fā)。微藻制油需國家立項支持
鑒于微藻的重要能源價值以及世界各國對能源微藻研究不斷深入，有專家建議，我國應(yīng)立即啟動微藻產(chǎn)乙醇、產(chǎn)油技術(shù)的研究，對微藻產(chǎn)氫也要注意動態(tài)跟蹤，作好長遠規(guī)劃。
我國在能源微藻基礎(chǔ)研究方面擁有很強的研發(fā)力量，眾多高校和科研院所承擔了多項國家及省部級微藻分類、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。目前我國在微藻大規(guī)模養(yǎng)殖方面已走在世界前列。
專家建議，利用微藻制取生物柴油，具有重要的政治、經(jīng)濟、科學意義，國家對此應(yīng)加大科技支持力度，使之上升為國家項目。微藻制油需要國家立項支持，科技部、發(fā)改委、財政部、能源局等部委在科技立項時，要向微藻制油傾斜，鼓勵相關(guān)企業(yè)開發(fā)微藻制油自動化設(shè)備，大力促進微藻制油產(chǎn)業(yè)化。
發(fā)達國家大力開發(fā)微藻制油
美國從1976年起就啟動了微藻能源研究，攻關(guān)以化石燃料產(chǎn)生的廢氣生產(chǎn)高含脂微藻。這一計劃雖然因經(jīng)費精簡、藻類制油成本過高于1996年終止，但美國科學家已經(jīng)培育出了富油的工程小環(huán)藻。這種藻類在實驗室條件下的脂質(zhì)含量可達到60%以上(比自然狀態(tài)下微藻的脂質(zhì)含量提高了3～12倍)，戶外生產(chǎn)也可增加到40%以上，為后來的研究提供了堅實基礎(chǔ)。
2006年，美國兩家企業(yè)建立了可與1040兆瓦電廠煙道氣相連接的商業(yè)化系統(tǒng)，成功地利用煙道氣中的二氧化碳進行大規(guī)模光合成培養(yǎng)微藻，并將微藻轉(zhuǎn)化為生物“原油”。2007年，美國宣布由國家能源局支持的微型曼哈頓計劃，計劃在2010年實現(xiàn)微藻制備生物柴油工業(yè)化，各項技術(shù)研發(fā)全面提速。
2007年，以色列一家公司對外展示了利用海藻吸收二氧化碳，將太陽能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能的技術(shù)，每5千克藻類可生產(chǎn)1升燃料。
此外，在微藻制乙醇方面，美國已開發(fā)出利用微藻替代糖來發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的專利；日本兩家公司聯(lián)合開發(fā)出了利用微藻將二氧化碳轉(zhuǎn)換成燃料乙醇的新技術(shù)，計劃在2010年研制出有關(guān)設(shè)備，并投入工業(yè)化生產(chǎn)。
轉(zhuǎn)自：中國經(jīng)濟導報
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