專吃二氧化碳微藻制油未來有多大
全球性能源短缺以及二氧化碳排放引起的溫室效應(yīng)，已經(jīng)成為人類可持續(xù)發(fā)展的重大威脅。如果有一種技術(shù)，既能減少二氧化碳，又能增加可再生能源供給，必然受歡迎。這就不難理解，“微藻”為何會在全球掀起一股熱潮。因為，這種藻類正是通過“吃”二氧化碳來生產(chǎn)生物柴油和生物燃氣。
在中國，生物柴油產(chǎn)業(yè)一直有“南方麻風(fēng)樹、北方黃連木”的說法，說的是油料植物品種單一。同時，由于受自然條件和成本的限制，世界上其他各國對于生物柴油的產(chǎn)業(yè)化也僅限于起步階段。選取合適的、低成本植物油脂資源來發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)正成為各國的研究熱點。微藻，由于生長繁殖速度快、含油量高，將有望替代木材或農(nóng)作物，成為“后石油時代”的可再生能源。
微藻是什么藻
上海世博會上，綠色的微藻在中國館和滬上生態(tài)家的玻璃圍欄中流動，為它們吸收室內(nèi)的二氧化碳。由新奧集團展示的這項新技術(shù)——“微藻制油”吸引了眾多參觀者的注意。
據(jù)介紹，作為入選國家863計劃的高技術(shù)研究項目，新奧集團的“CO2—微藻—生物柴油關(guān)鍵技術(shù)研究”項目已經(jīng)通過中試，其在內(nèi)蒙古達旗的微藻生態(tài)基地2013年將達到280公頃，3～5年內(nèi)逐步實現(xiàn)藻類生物能源的產(chǎn)業(yè)化。
微藻，這些廣泛分布于鹽堿水、淡水、海水、沼澤、溫泉等水域的微小生物，因其具有生物量大、生長周期短、易培養(yǎng)及脂類含量較高等特點，成為制備生物質(zhì)能源的良好材料。
據(jù)新奧科技發(fā)展有限公司生物質(zhì)能源研究中心總經(jīng)理劉敏勝介紹，目前世界上已知的微藻種類達到幾千萬種，經(jīng)過認證可以利用的有幾萬種。“但真正實現(xiàn)利用的微藻目前只有幾十種，還有很大的潛力可挖。”
劉敏勝告訴《中國經(jīng)濟周刊》，能夠制油的微藻不是時常爆發(fā)赤潮、藍藻的海藻，而是他們經(jīng)過篩選和再造的最適宜的藻種，“生長快、出油率高、適應(yīng)環(huán)境、適合工業(yè)生產(chǎn)”。
劉敏勝說，相比起玉米、大豆和油菜，微藻培育占地少、生長周期短，從出生到可以制油只需兩周，而油料作物一般要幾個月。同時，微藻的單位產(chǎn)油量是玉米的數(shù)百倍，每公頃可產(chǎn)1.5萬升～8萬升生物柴油。
而且，微藻是可以“生孩子的”，有的藻種甚至一天可以收獲兩季，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%～70%，這是陸地植物遠遠達不到的。
中國工程院院士閔恩澤之前曾表示，如果推廣含5%生物柴油的清潔燃油，以中國目前石油的使用量計算，生物柴油的需求量是600萬噸。
“我國鹽堿地面積達1.5億畝，如果用14%的鹽堿地種植微藻，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。”有專家如是說。
國內(nèi)外爭相研發(fā)“微藻制油”
“微藻制油的原理其實很簡單。”劉敏勝告訴記者，就是利用光合作用，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為微藻自身的生物質(zhì)從而固定了碳元素，再通過誘導(dǎo)反應(yīng)使微藻自身的碳物質(zhì)轉(zhuǎn)化為油脂，然后利用物理或化學(xué)方法把微藻細胞內(nèi)的油脂轉(zhuǎn)化到細胞外，進行提煉加工從而生產(chǎn)出生物柴油。“如果沒有二氧化碳，微藻不但產(chǎn)不了油，反而有害呢。”劉敏勝說。
“微藻制油技術(shù)真正起步是在2007年，在國外。”劉敏勝說，后來，由于當(dāng)時石油價格沒漲上來，減少碳排放也沒有提上議程，對微藻制油的研究中斷了一段時間。“但現(xiàn)在情況變了，像殼牌等企業(yè)都開始大投入來研究微藻能源技術(shù)。”
2007年，美國啟動了微藻能源計劃，稱為“微型曼哈頓計劃”；2008年10月，英國碳基金公司啟動了目前世界上最大的藻類生物燃料項目，投入2600萬英鎊用于發(fā)展相關(guān)技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施，該項目預(yù)計到2020年實現(xiàn)商業(yè)化。
廈門大學(xué)中國能源經(jīng)濟研究中心主任林伯強在接受《中國經(jīng)濟周刊》采訪時表示，中國煤炭行業(yè)的產(chǎn)能目前在30億噸～31億噸，1噸煤產(chǎn)生2.5噸二氧化碳排放，碳吸收和碳利用是今后一個很重要的方向。記者獲悉，占地1平方公里的養(yǎng)藻場一年可處理5萬噸二氧化碳。照此計算，假設(shè)有15萬平方公里養(yǎng)藻場，即可全部處理煤炭產(chǎn)生的二氧化碳。
據(jù)劉敏勝介紹，新奧集團的微藻制油項目將以煤電廠和化工廠等二氧化碳排放大戶為基地，對二氧化碳進行就地吸收和資源化利用，生產(chǎn)生物能源。目前，新奧集團已經(jīng)在光生物反應(yīng)器、生物柴油制備等藻類生物質(zhì)能源技術(shù)領(lǐng)域取得了10余項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果。“我們一直在和國外搶時間，目前我們的微藻制油技術(shù)已經(jīng)不輸給國外。”
劉敏勝同時表示，目前有很多機構(gòu)打著“國外”的幌子來中國賣微藻技術(shù)，“基本都是國外淘汰的技術(shù)。”
4年后成為生物柴油主要原料
盡管在美國和歐洲都已經(jīng)啟動了微藻生物柴油計劃，但距離產(chǎn)業(yè)化仍然有一段路要走。首先，成本高就制約了微藻生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。有觀點認為，微藻制油的成本是普通生物柴油的4倍。
“目前微藻制油的成本甚至不止4倍。”新奧科技發(fā)展有限公司世博微藻項目經(jīng)理鄭科介紹說，因為成本不僅涉及藻類的培養(yǎng)、基因的改造，還涉及土地、人員管理和維護費用等。
“目前在整個流程環(huán)節(jié)中，并沒有哪一項關(guān)鍵的技術(shù)占的成本比重最大，因此最終要做到產(chǎn)業(yè)化，必須在各個環(huán)節(jié)都著力降低成本。”鄭科說。
新奧集團董事局副主席兼首席技術(shù)官甘中學(xué)告訴記者，“在這幾年之內(nèi)，藻種的篩選、技術(shù)的改進、產(chǎn)業(yè)規(guī)；把b備水平成本下降都將會直接影響微藻生物柴油成本下降。”
他說，柴油目前的價格大約是每噸7000元，而按照現(xiàn)在的發(fā)展速度，2014年微藻生物柴油的成本可降至每噸6500元以下。這意味著在未來數(shù)年之內(nèi)，微藻有望代替現(xiàn)在的麻風(fēng)樹和黃連木，成為生物柴油的最主要原料。
“現(xiàn)在杜克能源、中科院生物研究所都已經(jīng)開始和我們進行合作了。”甘中學(xué)告訴《中國經(jīng)濟周刊》。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
