文|盧曙火

一種嶄新的能源:水藻油

文|盧曙火

一個(gè)偶爾獲得的信息，使塞爾斯對(duì)水藻煉油產(chǎn)生了興趣。他設(shè)計(jì)了一種大塑料袋，在里面裝滿水，再種上水藻。長(zhǎng)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(méi)有一點(diǎn)綠色，似乎只有空氣在那里嗡嗡作響。有一天，人們?cè)谏衬箱伾弦恢恢谎b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(lái)它就會(huì)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(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。工業(yè)革命以來(lái)，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(huì)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?cè)炯挠韬裢暮穗妳s變成談“核”色變。已有25年核電發(fā)展歷史的德國(guó)，成為首個(gè)宣布放棄核電的國(guó)家?，F(xiàn)實(shí)使人們探尋新能源的目光再次投向綠色環(huán)保可再生能源，因而水藻煉油也就引起了國(guó)際社會(huì)的廣泛重視。

在宣布棄核的同時(shí)，德國(guó)執(zhí)政聯(lián)盟公布了一份雄心勃勃的新能源計(jì)劃，將投入330~400億歐元用于開(kāi)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(yáng)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(lái)，可持續(xù)發(fā)展思想逐步成為國(guó)際社會(huì)的共識(shí)，可再生能源開(kāi)發(fā)利用受到世界各國(guó)的高度重視，許多國(guó)家將開(kāi)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(lì)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(lái)提煉燃油的設(shè)想，比如從油菜籽和大豆中提煉燃油，不過(guò)很少會(huì)想到用水藻來(lái)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(jìng)爭(zhēng)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(shí)的美國(guó)總統(tǒng)卡特制定了一個(gè)“水生植物計(jì)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(guó)一些科學(xué)家開(kāi)始研究這種技術(shù)，可是用了十多年時(shí)間、花費(fèi)了2500萬(wàn)美元，研究小組也未能從水藻中提取出具有使用價(jià)值的油料，因此1996年這個(gè)計(jì)劃被克林頓政府取消了。

但是“ASP”這一項(xiàng)目并非一無(wú)所獲，他們?cè)诓糠诸I(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(shí)間不能白花，他們對(duì)自己的工作進(jìn)行了總結(jié)，寫出了詳細(xì)報(bào)告，并把報(bào)告發(fā)表在美國(guó)能源部的網(wǎng)站上。

美國(guó)吉姆·塞爾斯是一名工程師，一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，他在網(wǎng)上看到了那份被他稱為“水藻圣經(jīng)”的ASP報(bào)告。經(jīng)過(guò)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(duì)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(jì)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(zhǎng)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(qǐng)了國(guó)際發(fā)明專利。

用水藻煉油的優(yōu)勢(shì)

用水藻煉油之所以引起世界各國(guó)的重視，是因?yàn)橛盟鍩捰途哂性S多優(yōu)勢(shì)。首先，水藻是由簡(jiǎn)單的水生有機(jī)體組成的，通過(guò)光合作用儲(chǔ)存光能，水藻幾乎不需要特別的養(yǎng)分，需要的只是陽(yáng)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(guó)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(jì)，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(shù)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(guò)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(shí)日

目前要想讓水藻成為“產(chǎn)能大戶”，需要解決的問(wèn)題還很多；如選擇哪一種水藻品種用來(lái)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(zhǎng)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(yáng)光就會(huì)不夠用，會(huì)造成大批死亡；而如果繁殖太慢，就缺少效能。要解決這個(gè)問(wèn)題，可能需要借助計(jì)算機(jī)來(lái)控制水藻的生長(zhǎng)速度。

水藻會(huì)產(chǎn)生油，但它們不會(huì)主動(dòng)將油噴出來(lái)。即使人們成功收獲了水藻，還面臨著另一個(gè)難題，那就是如何把油提煉出來(lái)。從大豆、油菜等植物中提取油用冷壓法，但水藻中沒(méi)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(wèn)題。

有的科學(xué)家認(rèn)為，從水藻中提煉油并沒(méi)有想象的那么難，從技術(shù)上來(lái)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(duì)來(lái)說(shuō)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(guò)大，甚至?xí)a(chǎn)生污水。

科學(xué)家估計(jì)，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(kāi)發(fā)和利用這些還被視為無(wú)用的資源，變廢為寶。