藻類(lèi)是最低等、最古老的一類(lèi)生物，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卻能產(chǎn)出相當(dāng)于石油的“生物原油”。這種“生物原油”可用來(lái)提煉出汽油、柴油、航空燃油，也可以作為塑料制品和藥物的原料。除此之外，多數(shù)藻類(lèi)植物還能制造出大量的碳水化合物等中間產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)發(fā)酵處理可以轉(zhuǎn)化為乙醇燃料。所以說(shuō)，藻類(lèi)作為一種可以替代石油的環(huán)保能源，正成為全球矚目的一種可持續(xù)能源。一些科學(xué)家更是認(rèn)為藻類(lèi)能源將作為一種更安全的能源，有望替代核能。
為啥說(shuō)藻類(lèi)能源很贊
地球上海藻每年通過(guò)光合作用可固定5.50×1010噸碳。研究表明，如果我們充分開(kāi)發(fā)藻類(lèi)資源的話，那么可以將二氧化碳的排放量降低50%～70%。
另外，藻類(lèi)的燃燒效率也比玉米或其他作物中提取的生物燃料更高。而某些藻類(lèi)含有較高的脂類(lèi)、可溶性多糖和蛋白質(zhì)等，非常適合用來(lái)做生物燃料。美國(guó)能源部表示，單位面積藻類(lèi)燃料產(chǎn)生的能量可以比同等面積陸地植物產(chǎn)生的能量高出60倍之多。
某些大公司注意到了藻類(lèi)能源的巨大商機(jī)，已經(jīng)與科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合進(jìn)行技術(shù)研發(fā)。2011年，美國(guó)聯(lián)合航空公司就采用藻類(lèi)動(dòng)力的燃料進(jìn)行了一次飛行，成為世界上首次使用這種藻類(lèi)燃料的飛機(jī)，順利將乘客從芝加哥運(yùn)往休斯頓，驗(yàn)證了這種新型材料的動(dòng)力完全不輸給傳統(tǒng)航油。
日本像許多西方國(guó)家一樣，也積極推動(dòng)微藻生產(chǎn)，著力開(kāi)發(fā)藻類(lèi)燃料，希望用這種新型燃料代替石化燃料，運(yùn)用在汽車(chē)、公交，甚至是噴氣飛機(jī)上。日本一家名為悠綠那的公司致力于開(kāi)發(fā)以綠蟲(chóng)藻（裸藻）為中心的微藻。該公司宣布它已與日本全日航空公司簽訂協(xié)議，未來(lái)將利用藻類(lèi)燃料作為飛機(jī)能源，并宣布將在橫濱興建藻類(lèi)制造工廠，每年將產(chǎn)出超過(guò)12.5萬(wàn)升的藻類(lèi)。
但是，這些產(chǎn)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠供應(yīng)。一架波音747飛機(jī)可以在10小時(shí)的飛行中燃燒大量燃料。因此，設(shè)計(jì)一種便宜的方式大量生產(chǎn)藻類(lèi)非常重要。
藻類(lèi)培植技術(shù)
藻類(lèi)燃料可能是最有研究?jī)r(jià)值的燃料，但也是最難處理的一種燃料。天然的藻類(lèi)在水域中含量過(guò)低，難于采集。而當(dāng)水域中藻類(lèi)數(shù)量激增，出現(xiàn)水華或赤潮現(xiàn)象時(shí)，這些藻類(lèi)通常是有毒的，無(wú)法直接使用。要想用藻類(lèi)制造能源，我們需要學(xué)會(huì)種植適合的藻類(lèi)。
為保證藻類(lèi)既無(wú)毒又可控地生長(zhǎng)，科研人員需要將合適的藻類(lèi)放在特殊缸內(nèi)進(jìn)行種植，并利用特定的設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室對(duì)藻類(lèi)生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行控制。
在許多實(shí)驗(yàn)室里，真正困難之處在于藻類(lèi)菌株的篩選。在眾多種類(lèi)的藻類(lèi)中要選出最適合用于制造燃料的種類(lèi)其實(shí)是個(gè)龐大的工程。除此之外，科學(xué)家們還需要設(shè)計(jì)適合的種植方式，以最佳的水和溫度培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)的能源藻類(lèi)。再將這些人工種植的藻類(lèi)轉(zhuǎn)換成生物燃料。
另一個(gè)困難在于經(jīng)濟(jì)方面的可行性。當(dāng)前利用藻類(lèi)的成本非常高，所以?xún)?yōu)化提取過(guò)程、設(shè)計(jì)便宜的藻類(lèi)種植方法非常重要。
好消息是，與以石油為基礎(chǔ)的燃料不同，藻類(lèi)的生長(zhǎng)速度很快，它們可在1個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)量翻倍。如果我們好好利用藻類(lèi)快速生長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，為其提供充足的水源，用人為手段觸發(fā)藻類(lèi)迅速生長(zhǎng)，就可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)無(wú)毒藻類(lèi)。
盡管開(kāi)發(fā)藻類(lèi)能源面臨多重挑戰(zhàn)，但技術(shù)一旦發(fā)展成熟，這種綠色的生物燃料將能替代石油，甚至可以做飛機(jī)燃油。
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