如果在我國廣闊的沿海和內地水域大規模種植工程高油藻類,生物柴油的生產規模可以達到數千萬噸。這并非遙不可及。在科研人員的積極探索下,國內在海洋微藻制取生物柴油方面已取得可喜成果,更宏大的項目正在醞釀之中。
微藻柴油可望滿足全國一半用油
“在顯微鏡下,海藻就像一個油葫蘆,比油菜籽、花生的含油量高7~8倍,比玉米高十幾倍。”山東海洋工程研究院院長李乃勝介紹,海洋微藻制取生物柴油是目前國際新能源領域的新方向。
專家指出,我國鹽堿地面積達1.5億畝。如果用14%的鹽堿地培養微藻,在技術成熟的條件下,生產的柴油量就可滿足全國50%的用油需求。
中國海洋大學教授潘克厚說,微藻資源豐富,不會因收獲而破壞生態系統,可大量培養而不占用耕地。另外,它的光合作用效率高,生長周期短,單位面積年產量是糧食的幾十倍乃至上百倍。而且微藻脂類含量在20%至70%,是陸地植物遠遠達不到的,不僅可生產生物柴油或乙醇,還有望成為生產氫氣的新原料。
我國成套技術項目已經啟動
不久前,中國科學院與中國石油化工股份有限公司聯合召開了微藻生物柴油成套技術項目啟動會。
會上,項目倡議人、兩院院士閔恩澤指出,從微藻轉化為生物柴油的過程中,微藻是基礎,光反應器是轉化關鍵,要自始至終加強戰略研究。中國科學院與中國石化合作開發微藻生物柴油技術,近期要完成小試研究;2015年前后實現戶外中試裝置研發;遠期將建設萬噸級工業示范裝置。
中國科學院副院長李靜海強調,微藻是潛力很大的生物能源,但規模和成本是目前開發微藻的兩大瓶頸問題,因此要把微藻生物柴油技術作為一項長遠事業,重視方案和路線選擇。中科院與中國石化在微藻生物柴油這一前瞻性領域從一開始就以產業為導向緊密合作,為學術界與工業界的合作提供了很好的示范,具有重要意義。中科院目前正在實施太陽能行動計劃,微藻生物能源是其中的重要組成部分。
中國石化總工程師曹湘洪院士指出,在項目技術經濟性方面,目光要放長遠,堅持長期作戰。隨著技術進步及環境要求提高,微藻生物柴油技術會體現出競爭力。合作雙方應優勢互補,爭取推出高水平的科學技術成果。
專家認為,中科院與中國石化合作具備完整的產業鏈。雙方應充分利用國家政策,爭取國家支持。據悉,中國石化科技開發部、中科院高技術局和生物局聯合調研后,決定共同開展微藻生物柴油技術項目合作。
微藻制油需國家立項支持
鑒于微藻的重要能源價值以及世界各國對能源微藻研究不斷深入,有專家建議,我國應立即啟動微藻產乙醇、產油技術的研究,對微藻產氫也要注意動態跟蹤,作好長遠規劃。
我國在能源微藻基礎研究方面擁有很強的研發力量,眾多高校和科研院所承擔了多項國家及省部級微藻分類、育種和保存技術研究,擁有一大批淡水和海水微藻種質資源。目前我國在微藻大規模養殖方面已走在世界前列。
專家建議,利用微藻制取生物柴油,具有重要的政治、經濟、科學意義,國家對此應加大科技支持力度,使之上升為國家項目。微藻制油需要國家立項支持,科技部、發改委、財政部、能源局等部委在科技立項時,要向微藻制油傾斜,鼓勵相關企業開發微藻制油自動化設備,大力促進微藻制油產業化。
發達國家大力開發微藻制油
美國從1976年起就啟動了微藻能源研究,攻關以化石燃料產生的廢氣生產高含脂微藻。這一計劃雖然因經費精簡、藻類制油成本過高于1996年終止,但美國科學家已經培育出了富油的工程小環藻。這種藻類在實驗室條件下的脂質含量可達到60%以上(比自然狀態下微藻的脂質含量提高了3~12倍),戶外生產也可增加到40%以上,為后來的研究提供了堅實基礎。
2006年,美國兩家企業建立了可與1040兆瓦電廠煙道氣相連接的商業化系統,成功地利用煙道氣中的二氧化碳進行大規模光合成培養微藻,并將微藻轉化為生物“原油”。2007年,美國宣布由國家能源局支持的微型曼哈頓計劃,計劃在2010年實現微藻制備生物柴油工業化,各項技術研發全面提速。
2007年,以色列一家公司對外展示了利用海藻吸收二氧化碳,將太陽能轉化為生物質能的技術,每5千克藻類可生產1升燃料。
此外,在微藻制乙醇方面,美國已開發出利用微藻替代糖來發酵生產乙醇的專利;日本兩家公司聯合開發出了利用微藻將二氧化碳轉換成燃料乙醇的新技術,計劃在2010年研制出有關設備,并投入工業化生產。