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藻类的能源价值和前景
日期: 2018-01-30     查看次数: 55

藻类能源研究的成果告诉我们,海水藻的能源价值要远远高于淡水藻,目前沿海各地具有前瞻性的研究单位和企业已经着手制定藻类能源的项目投入。我们公司的藻种和培养藻类的产品和工程案例为客户提供了必要的设备基础,从种源到实验室培养,从中试到大规模培养,同时藻类能源方面的最新资讯都将通过上海光语生物科技有限公司微信、微博推送给客户,帮助客户了解藻类能源的最新科研成果。

藻类能源价值研究由于温室气体大量排放,作为可再生能源的生物燃料受到了很大关注。 现在生物燃料的主流是以玉米和甘蔗为原料的生物乙醇,但为了不影响粮食供求,目前不以粮食为原料的“新一代生物燃料”的研发正在加速。新一代生物燃料主要将农业残渣及木材等作为原料。不过,利用酵母使这些原料中所含的纤维素发酵等制造工艺较为复杂,因此需要具备较高的技术实力,还会花费大量成本,要实现商业化面临比较大的困难。

其中备受期待的是可产生油的藻类。藻类中存在可通过光合作用,利用水和二氧化碳生成油的品种。

据日本科学家研究,在未来我们将实现利用由藻类生产的油驱动喷气式飞机的飞翔”。

目前以美国为中心,欧洲、韩国及中国也在加速进行相关研发。特别是美国,正举国推进藻类燃料的商业化,例如奥巴马总统在今年2月于迈阿密大学所做的演讲中就提到,在运输领域,藻类燃料与天然气同样是大有前途的石油替代能源。

藻类由于仅需收获并榨油,因此制造工艺较为简单。而且,在生物燃料中,其单位面积产油量最高。据称有些藻类的产油量能达到玉米的200倍以上。

 藻类研究所遇到的困难

和目前大多数的生物研究一样,找到合适的品种需要经过漫长的岁月,通过反复杂交等不断进行品种改良。藻类生物能源研究目前需要找到藻类中有几个品种可以生成油,选择哪种藻类,或如何找出可产生更多优质油的藻类并对其进行品种改良。目前日本科学家着眼于“眼虫藻(euglena)”、“微绿球藻(Pseudochoricystis)”和布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)。经过日本科学家改良的葡萄藻实现了约为原先1000倍的繁殖速度。

通过藻类能够获取大量能源的原因在于其生物效率较高。微细绿藻的细胞大小为5μm,是一种小型、单细胞、无干无枝无根的藻类。而葡萄藻是一种以群簇(同类细胞聚集而成的群)形式存在、藻体大小为30~500μm的藻类。这两种藻类均浮游于水中,无需生成用于支撑自已的构造物,因此不耗费能源。通过光合作用生长繁殖,生存方式十分简单。

藻类能源前景和优势

藻类的优势在于单位占地面积的收获量较大。目前开发的藻类,其目标值为每公顷土地每年可制造684GJ的燃料(图2)。 要想实用化,今后还必须要降低成本,不断摸索与吸收CO相结合的方法。

藻类不仅节省土地,还不会浪费水资源。在农业用水原本就面临枯竭的当今时代,如果生物燃料的产量不断增加,就会危及到水资源的供应。高等植物将气孔蒸腾作为抽水泵来为各细胞供应水分。具体而言,就是进行超过光合作用所需水量的蒸发,凭借水分失去后形成的“负压”,通过根来汲取水分。而作为水生单细胞植物的藻类则是通过扩散由细胞膜吸入水分,因此只要水量能够完成光合作用即可。

如果用高等植物来制造生物柴油燃料(BDF)的话,大豆为17GJ,油菜籽为46GJ,油棕榈为230GJ,因此藻类可达到这些作物的3~40倍。另外,在生物乙醇的原料中,玉米为64GJ,甘蔗为141GJ,而改用藻类的话,则可达到5~10倍。

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