文|盧曙火

一種嶄新的能源:水藻油

文|盧曙火

一個偶爾獲得的信息，使塞爾斯對水藻煉油產(chǎn)生了興趣。他設(shè)計了一種大塑料袋，在里面裝滿水，再種上水藻。長成之后水藻就被送往煉油廠生產(chǎn)并轉(zhuǎn)化成生物燃油……

浩瀚的沙漠地區(qū)，荒涼、沉寂，沒有一點(diǎn)綠色，似乎只有空氣在那里嗡嗡作響。有一天，人們在沙漠上鋪上一只只裝滿水的巨大塑料袋，在袋里種植水藻，荒涼的沙漠變成一片水波蕩漾的綠洲。種植的水藻被運(yùn)到附近的煉油廠，不久便提煉出一桶桶水藻油，絡(luò)繹不絕地運(yùn)往世界各地。

這不是神話，在不久的將來它就會變成現(xiàn)實(shí)，況且目前部分試驗(yàn)已獲得了成功。

能源是經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。工業(yè)革命以來，世界能源消費(fèi)劇增，煤炭、石油、天然氣等化石能源消耗迅速，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，特別是溫室氣體排放導(dǎo)致日益嚴(yán)峻的全球氣候變化，人類社會可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重威脅。

2011年3月11日，日本東部大地震引發(fā)的福島第一核電站一系列事故，使人們原本寄予厚望的核電卻變成談“核”色變。已有25年核電發(fā)展歷史的德國，成為首個宣布放棄核電的國家?，F(xiàn)實(shí)使人們探尋新能源的目光再次投向綠色環(huán)?？稍偕茉?，因而水藻煉油也就引起了國際社會的廣泛重視。

在宣布棄核的同時，德國執(zhí)政聯(lián)盟公布了一份雄心勃勃的新能源計劃，將投入330~400億歐元用于開發(fā)水藻油等可再生能源。

水藻煉油是怎樣被發(fā)現(xiàn)的

可再生能源包括水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?，資源潛力大，環(huán)境污染少，可永續(xù)利用，是有利于人與自然和諧發(fā)展的重要能源。

20世紀(jì)70年代以來，可持續(xù)發(fā)展思想逐步成為國際社會的共識，可再生能源開發(fā)利用受到世界各國的高度重視，許多國家將開發(fā)利用可再生能源作為能源戰(zhàn)略的重要組成部分，提出了明確的可再生能源發(fā)展目標(biāo)，制定了鼓勵可再生能源發(fā)展的法律和政策，可再生能源得到迅速發(fā)展。

科學(xué)家很早就提出用植物來提煉燃油的設(shè)想，比如從油菜籽和大豆中提煉燃油，不過很少會想到用水藻來提煉燃油。但目前這種綠色植物卻異軍突起，成為最有力的“競爭者”，因?yàn)樗性S多品質(zhì)是其他植物所不具備的。

水藻煉油的設(shè)想源于1978年，當(dāng)時的美國總統(tǒng)卡特制定了一個“水生植物計劃”（ASP），希望能從水藻中提取潔凈的生物柴油代替汽油。根據(jù)卡特總統(tǒng)的要求，美國一些科學(xué)家開始研究這種技術(shù)，可是用了十多年時間、花費(fèi)了2500萬美元，研究小組也未能從水藻中提取出具有使用價值的油料，因此1996年這個計劃被克林頓政府取消了。

但是“ASP”這一項(xiàng)目并非一無所獲，他們在部分領(lǐng)域已獲得了突破性的成果。ASP項(xiàng)目科學(xué)家認(rèn)為，十多年研究時間不能白花，他們對自己的工作進(jìn)行了總結(jié)，寫出了詳細(xì)報告，并把報告發(fā)表在美國能源部的網(wǎng)站上。

美國吉姆·塞爾斯是一名工程師，一個偶然的機(jī)會，他在網(wǎng)上看到了那份被他稱為“水藻圣經(jīng)”的ASP報告。經(jīng)過認(rèn)真研究，他發(fā)現(xiàn)研究ASP項(xiàng)目的科學(xué)家已找到了一種能產(chǎn)油的水藻，但他們把這種水藻種在了露天池塘里，野生水藻迅速入侵這些露天池塘，把科學(xué)家選出的特種水藻殺死了。

這一偶爾獲得的信息使塞爾斯對水藻煉油產(chǎn)生了興趣，他不斷投入資金進(jìn)行進(jìn)一步研究，終于找到了一種解決辦法。他設(shè)計了一種大塑料袋，在里面裝滿水，再在袋里種植水藻，這樣既能讓充足的光線進(jìn)入，又能防止其他種類的水藻入侵。水藻一旦長成，就被送到煉油廠提取油料，然后再轉(zhuǎn)化成生物柴油。

他創(chuàng)辦了專門研究用水藻生產(chǎn)生物柴油的索利克斯生物柴油公司。他把種植水藻的大塑料袋戲稱為“水藻反應(yīng)堆”。目前，索利克斯生物柴油公司已將用大塑料袋種植水藻的技術(shù)申請了國際發(fā)明專利。

用水藻煉油的優(yōu)勢

用水藻煉油之所以引起世界各國的重視，是因?yàn)橛盟鍩捰途哂性S多優(yōu)勢。首先，水藻是由簡單的水生有機(jī)體組成的，通過光合作用儲存光能，水藻幾乎不需要特別的養(yǎng)分，需要的只是陽光、水和二氧化碳。水藻可分解為糖、蛋白質(zhì)和油脂等，水藻油可提煉為生物燃料；糖可提煉乙醇。

其次，水藻可以種植在任何地方，且能夠迅速繁殖，特別是可以種植在不適宜耕作的土地上，比如只要提供水源就可以種植在沙漠中；也可以采取立體種植方法，可有效利用的面積比率是最高的。

最后，水藻既能生產(chǎn)綠色油料，也可以吸收大量的二氧化碳，凈化空氣。如果把它種植在火力發(fā)電廠附近，就可以吸收發(fā)電所產(chǎn)生的二氧化碳。美國麻省理工大學(xué)的綠色油料公司正在進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)。小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這是可行的。

據(jù)科學(xué)家估計，與其它油料作物相比，水藻的產(chǎn)油量更高。每英畝水藻每年能生產(chǎn)2000加侖燃料，而棕櫚樹只能生產(chǎn)650加侖，甘蔗只能生產(chǎn)450加侖，玉米僅僅能生產(chǎn)250加侖。很多科學(xué)家認(rèn)為，通過水藻將大量二氧化碳變成生物燃料是一舉數(shù)得。

擔(dān)當(dāng)重任尚需時日

目前要想讓水藻成為“產(chǎn)能大戶”，需要解決的問題還很多；如選擇哪一種水藻品種用來生產(chǎn)生物燃油。水藻種類有數(shù)千種，能選到產(chǎn)油量最高的品種十分重要。水藻生長的速度極快，如何科學(xué)種植需作進(jìn)一步研究，比如水藻繁殖太快了，陽光就會不夠用，會造成大批死亡；而如果繁殖太慢，就缺少效能。要解決這個問題，可能需要借助計算機(jī)來控制水藻的生長速度。

水藻會產(chǎn)生油，但它們不會主動將油噴出來。即使人們成功收獲了水藻，還面臨著另一個難題，那就是如何把油提煉出來。從大豆、油菜等植物中提取油用冷壓法，但水藻中沒有那么多的纖維，標(biāo)準(zhǔn)的榨油方法提取不了水藻中包含著的油。

有的科學(xué)家設(shè)想，用生物工程技術(shù)培育產(chǎn)油高、取油容易的轉(zhuǎn)基因單細(xì)胞水藻，大面積種植這種經(jīng)特殊改造的轉(zhuǎn)基因水藻，就能解決種植和生物油的提煉問題。

有的科學(xué)家認(rèn)為，從水藻中提煉油并沒有想象的那么難，從技術(shù)上來講，藻類油屬于甘油三酸酯，其中包含碳、氫和氧原子，需要去除氧原子，留下純碳?xì)浠衔锞涂梢垣@得所需的生物燃油?？茖W(xué)家設(shè)想，在綠色的水藻中加入化學(xué)添加劑提煉出油，相對來說既有效又節(jié)省成本。但令人擔(dān)心的是，采用這種方法可能使用水量過大，甚至?xí)a(chǎn)生污水。

科學(xué)家估計，大規(guī)模生產(chǎn)水藻油，讓水藻油在很大程度上成功地分擔(dān)化石能源所擔(dān)負(fù)的重任，大約還需5~10年?？犊拇笞匀粸槿祟愄峁┝素S富的資源，人類所做的就是用慧眼去發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和利用這些還被視為無用的資源，變廢為寶。