海藻制油：能源新曙光
——“海洋微藻工程化高效培养技术集成与示范”课题负责人潘克厚访谈
作者：胡建廷 王延斌 孙明河
阳光照耀下，高3米直径70厘米的透明塑料圆桶，盛满的绿色液体。未来几天，这桶“海藻”翻番倍增。它繁殖的速度如此之快，以至于研究人员不得不定期将圆桶中的培养液倒出一半，再用水灌满，以便剩余的细胞个体继续繁殖。提取的一半经过热解，转换成生态燃油。
这项包括海藻制油内容的研究项目是中国海洋大学潘克厚教授的研究方向。他接受本报记者采访时说：“主要技术问题已经解决，下一步就是实施产业化。”
海藻制油呈全球蔓延之势
7月7日到9日，2008年八国峰会在日本北海道举行，能源安全成为会议的重要议题之一。在国际市场油价飞涨，原油价格已冲到每桶146美元的背景下，寻求新能源已成为各国的共识。
如何解决油价高位运行及资源日益短缺给我国带来的影响，能源界人士普遍认为，必须调整经济发展模式和转变能源消费结构，加快推进节能减排工作，大力发展新能源和可再生能源。
于是，科学家们把眼光瞄向了广袤的海洋。“海藻制油”的研究出现在美国、以色列、西班牙，出现在日本，并在全球呈蔓延之势。
海藻种类繁多，既有数层楼高的巨藻，也有无法肉眼识别的微藻。不管是巨藻还是微藻，不少品种含油量高，有的含油量甚至超过藻类本身重量的一半，于是它们成为制造生质柴油的理想物种。有专家甚至说，让藻类挂着晒太阳，在吸收足够太阳能后，光合作用的力量就能让它提炼出油来。
潘克厚教授说，海藻以其自身的高含脂量（20％—70%）、可溶性多糖等，不但可生产生物柴油或乙醇，还可成为生产氢气的一条新途径；它的产油效率，1公顷土地的年产量是玉米的552倍，大豆的213倍，油菜籽的80倍。
覆盖全球71%的海洋中，海藻可谓随处可见，它易被粉碎和干燥，预处理成本较低；微藻热解所得生物质燃油热值高，平均高达33MJ/kg，是木材或农作物秸秆的1.6倍。
减排气体助力海藻制油
发电厂烟筒冒出浓浓黑烟，外排的CO2借助管道，被送往几百米外的跑道池中，导致“温室效应”的有害气体在池中却构成海藻的绝佳成长原料。同时，在烈日下，海藻们不断转化太阳能为生物质能，并将其转化为燃料，每5公斤藻可产1升燃料。2007年3月，国际第八届海洋生物技术会议在以色列埃拉特召开，以色列一家公司在会上展示了自己的最新成果。
将二氧化碳废气回收利用（占地1平方公里的养藻场可年处理5万吨CO2）是藻类能源的一个用途，透过这种技术，供电设备产业面对的排碳问题，交通石油工业寻觅的清净提炼替代技术，同时得到了解答。
更让潘克厚教授看重的是，海藻养殖仰赖废气的生长模式建立在无法耕作的沙漠地或者滩涂基础之上，排除“与人争地”之嫌。据估算，我国盐碱地面积达1.5亿亩，假如用14%的盐碱地培养微藻，在技术成熟的条件下，生产的柴油量可满足全国50%的用油需求。
美国从1976年起启动了微藻能源研究计划，研究证明，工程小环藻在实验室条件下其脂质含量可增加到60％以上，比自然状态下微藻的脂质含量提高3—l2倍，户外生产也可增加到40％以上，照此推算每亩年产1—2.5吨柴油。美国已开发出利用一种微藻替代糖来发酵生产乙醇的专利，但目前还没有工业应用。同时，美国宣布了由国家能源局支持的“微型曼哈顿计划”，计划在2010年实现微藻制备生物柴油的工业化，并将微藻产油的成本于2015年降至2—3美元/加仑。
今年5月，西班牙阿利坎特市生物燃料系统公司研制出“生态石油”，称其生态，因为它是一种含有纤维和细胞膜中的硅的有机物质。该公司现在已经做到在2立方米的水中每天生产6千克生态石油。而它下一步目标是在1年内建立第一个以生态石油为燃料的电厂，发电能力为30兆瓦。
日本两家公司联合开发出利用微藻将二氧化碳转换成燃料乙醇的新技术，计划在2010年研制出有关设备。
中国技术的产业化之路
在周围草木葱绿的中国海洋大学“应用微藻生物学实验室”里，盛在透明器皿中的微藻五颜六色，让人赏心悦目。
“了解特定微藻的生理与生态特性及其分子生物学机理，调控其生长发育，最终实现经济微藻的规模化生产。”这是实验室主任潘克厚的研究方向。
不只中国海洋大学，清华大学的产油微藻，大连化物所的产氢微藻都已做出了自己的特色，南北众多高校和科研院所承担了多项国家及省部级微藻分类、育种和保存技术研究使得海藻制油研究在全国展开。
“油荒”之下，海藻能源已在中国奔上了产业化之路。
进入山东省最北部，濒临渤海湾的无棣县，大片大片的滩涂便裸露在天底下。在这里，国家科技部“十一五”重点科技支撑项目盐藻工厂化养殖项目正在紧张地建设一期工程。这项产学研合作的项目，依靠中国海洋大学的海洋藻类种质资源库，已收集600余株海洋藻类种质资源，目前保有油脂含量接近70％的微藻品种。利用无棣的滨海滩涂和盐碱地，与企业展开发展富油微藻和滩涂能源植物等方面的合作。
不过，找到甚至培植成功含油量高的藻类只是“海藻炼油”迈出的一小步，让海藻能源走出实验室，走上产业化道路似乎要难得多。
如果用产出每千克燃油所需要的美元计算，原油是0.3—0.6，菜籽油是0.25，棕榈油为0.3—0.4，微藻生物原油居然达到10。潘克厚认为，微藻产油的成本之高来自于微藻生物量的制备，涉及到的相关技术有：如何解决微藻的高生长速率、低成本培养基及培养工艺的优化；废弃CO2的捕获、净化和利用；低成本的光生物培养系统；微藻生物量的低成本收集。
信息来源：2008年07月21日科技网
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