水藻炼油商业化还有多远？

       如果说石油是“黑色金子”，那么水藻则是“绿色钻石”。海藻油的出现，着实让一直不温不火的生物能源产业又火了一把。新的替代能源——水藻正在受到关注。

       科学家乐观地预测，只需种水藻提炼燃油，就能让人类摆脱对天然石油的依赖。不过，“任何产品，从实验室到工厂还有一段很长的过程。不要把技术的理想和愿景与大规模的商业化生产搅在一起。”尽管如此，两院院士石元春表示。

       水藻或将成为“最绿色”的能源

       目前，各国专家正积极倡导使用“绿色”能源，比如用太阳能、风力发电、水力发电等。还有一些科学家则更进一步，开始寻找更“绿色”的能源，那就是用水藻提炼燃油。

       其实，科学家很早就提出用植物来提炼燃油，比如从油菜子和大豆中提炼燃油，不过很少人会想到用水藻来提炼燃油。但是，这种绿色植物现在却异军突起，成为最有力的竞争者，因为它有许多品质是其他植物所不具备的。

       据了解，水藻是由简单的水生有机体组成的，通过光合作用储存光能，生产植物油。而植物油可以被转化成生物柴油，可以为任何柴油发动机提供动力。水藻有好几个重要的优点是其他油料植物所不具备的，比如水藻可以种植在更广泛的地方，而且能够迅速繁殖，更难能可贵的是，水藻几乎不需要特别的养分，它们需要的只是阳光、水和二氧化碳。此外，水藻生长的面积和体积比率是最高的。

       水藻不仅能生产“绿色”油料，更可以吸收大量的二氧化碳，净化空气，可以说是一举两得。事实上，许多发电厂在厂区和周边地区种植水藻，吸收发电所产生的二氧化碳。

       在这方面，麻省理工学院做得最好，他们正在进行这方面的实验，利用发电厂产生的二氧化碳种植水藻。小规模的试验发现，这是一种可行性的概念，他们下一步要进行大规模的试验。

       能源公司投入巨资研发

       埃森克美孚公司将投入3亿美元用于生物燃料研发，这可能是迄今为止对生物燃料的最大一笔投入。该公司称，如果一切进展顺利，可能会再追加3亿美元投资。除了埃克森美孚，还有很多国际知名能源公司投资水藻产油项目。美国能源部实验室和加利福尼亚州Live Fuels公司正在开展合作项目，从水藻中提炼油品。陶氏化学和总部设在加利福尼亚州的生物燃料公司Algenol也在合作建设一座水藻农场。

       Algenol公司首席执行官保罗•伍兹说，生产过程产生的氧气可提供给电厂，电厂产生的废气二氧化碳可以用来培植更多水藻。

       Algenol公司在生物反应器中培植水藻，装满盐水的水槽上面覆盖着富有弹性的塑料薄膜。水中充满二氧化碳，喂食着水藻。水藻通过光合作用，将二氧化碳和水转化为乙醇、氧气和水。

       美国合成基因公司的克雷格•文特尔提出采用工业化方式大规模培植转基因单细胞水藻，以便生产可用做燃料的碳氢化合物。很多公司正通过分解富含油的水藻细胞获得油时，文特尔却成功设计出一条从另一种生物体通往实验水藻内部的分泌途径。现在，这些水藻可以释放出漂浮在培养容器表面的藻类油。

       研究人员需要对数千种藻类进行精挑细选，选出最适合的水藻。埃森克美孚也投入资金进行相应研发工作。陶氏化学目前已在一块24英亩土地上建成3100个生物反应器，尝试将氧气和水从乙醇中分离出来。

       文特尔认为，即使使用目前已有的技术，每英亩水藻能够制造出的燃料已是每英亩玉米能够制造出的燃料的10倍多。而目前所有藻类燃料公司面临的最大挑战都是成本。如何在单位面积内以低廉成本获得尽可能多的藻类，降低成本，这是未来藻类燃料公司急需解决的问题。

       文特尔也表示，培植水藻需要大量资金，而且，还需要将二氧化碳直接灌入藻类培植场。不过他认为，可以在不适宜耕作的土地上建立藻类养殖场，只要二氧化碳的来源能够得到保证。而很多时候，这两个条件不一定能够同时得到满足。

       研究人员估计，要用上水藻类生物燃料，大概还需要5～10年时间。

       商业化难题待破

       海藻的生长不占用土地和淡水这两大资源，只要有阳光和海水就能生长，甚至在废水和污水中也能生长。生长速度以天计，从生长到产油只需要两周左右，而多数能源作物需要几个月。它的产油量也非常可观，一亩大豆一年下来约产油300公斤，而一亩海藻至少能产油2~3吨。

       就在达沃斯论坛聚焦新能源议题时，美国海军已经悄然用上了从转基因海藻中提取的油料。

       据英国《卫报》报道，不久前，美国海军在一艘退役的驱逐舰上测试了2万加仑海藻油，并在全球最大的船运公司马士基旗下一艘9.8万吨货柜船上测试了由美国海军提供的30吨海藻油，用以替代低级的船用重油以及柴油燃料。两次测试中，海藻油占7%~100%。

       《卫报》称，作为其“绿色舰队”项目的一部分，美国海军计划在更多的舰船上进行海藻油测试，并打算在2020年之前将传统油料的消耗量减少50%。

       不过，要想进入后石油时代，让水藻油成为畅销产品，需要解决许多问题。

       据中国石油大学新能源研究中心傅鹏程教授估计，藻类生物柴油的生产成本几乎是石油的10倍，想要替代化石能源，恐怕还要10年之久。

       生产生物柴油，首先遇到的就是选择水藻品种的问题。水藻有数千种，选到正确的种类是至关重要的。其次，水藻生长的速度极快，必须控制好种植的数量，如果太多，阳光就会不够，造成大批死亡，而如果太少则达不到所需要的数量。要解决这个问题，需要借助计算机来控制水藻的生长速度，也就是控制营养成分，不过这样做会增加成本，减少水藻业的经济利益。

       即使成功地收获了水藻，还要面临着另一个难题，那就是如何把油提取出来。从大豆、油菜等植物中提取油是用冷压法，而水藻却不像大豆、油菜子有那么多的纤维，不能使用标准的榨油方法。

       不过从理论上说，从水藻中提炼油并没有想象的那么难，美国科学家证实，在水藻中加入化学添加剂就可以提炼出油来，在水藻浆中加入甲醇或者乙烷是目前最好的选择，相对来说又有效又可以节省成本。