專吃二氧化碳 “微藻制油”未來有多大?

2011-06-28 13:31

全球性能源短缺以及二氧化碳排放引起的溫室效應,已經成為人類可持續發展的重大威脅。如果有一種技術,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”二氧化碳來生產生物柴油和生物燃氣。

近日,因為“汽車與百姓爭玉米”導致國內今年上半年首次出現玉米淨進口狀況,中國商業聯合會石油流通委員會已上書國家發改委,呼籲立即叫停國內的玉米制乙醇汽油項目。在這種情況下,纖維素乙醇、生物柴油、林油一體化等非糧生物液體燃料再次成為業界熱議的焦點。

既能產油又能吸碳,減排效果明顯

生物質能可以轉換為多種終端能源如電力、氣體燃料、固體燃料和液體燃料,其中最受關注的是包括生物柴油、燃料乙醇在內的生物質液體燃料。相比用玉米等糧食製作的第一代生物燃料和用秸稈等製作的第二代生物燃料,微藻生物燃料不僅不與糧爭地、生產生物燃料,還具有吸收二氧化碳、提供高純度氧氣等優勢。

與麻風樹、黃連木等其他非糧食生物質相比,藻類具有分佈廣泛、油脂含量高、環境適應能力強、生長週期短、產量高等特點。有資料顯示,微藻的單位產油量是玉米的數百倍,每公頃可產1.5萬至8萬升生物柴油。而且,利用微藻生產的生物柴油品質也非常好,而且可以直接添加使用。

近日,全球首架純藻類生物燃料“綠色”飛機上天。歐洲宇航防務集團發言人庫爾塞利·格雷戈爾稱,據廢氣排放檢測資料顯示,海藻燃料排放的氮氧化物比傳統航空煤油少40%,碳氫化合物少87.5%,生成的硫化物則更低,其濃度僅為傳統燃料的1/60。更重要的是,海藻生產的生物燃料與現有飛機的相容性非常好。

降低成本、完善產業鏈,構建有效商業模式

為保障能源安全,我國正加速研發各種石油替代燃料:國家林業局推廣林油一體化,加速研發麻風樹、黃連果等林業生物質能源;中糧與中石化將於2011年第三季度開始合資建設以玉米秸稈為原料的萬噸規模纖維素乙醇示範工廠。目前,利用甲醇生產過程中產生出來的廢氣、二氧化碳和餘熱來進行微藻的培育。

雖然我國生物質液體燃料已發展多年,但還難以形成規模。究其原因,國家扶持政策、原料控制能力、技術水準、銷售管道、配套標準等是構建生物燃料有效商業模式的重要條件。以微藻制油為例,儘管優勢明顯,既能產油又能吸碳,但成本也較高。因此,要讓普通交通工具都“喝”上微藻生物柴油,還須跨越降低成本、優化培育技術、擴大規模、找到合適生產場地等門檻。“技術的改進、產業規模化及裝備水準成本下降將會直接影響微藻生物柴油成本下降。”

能源與交通創新中心低碳交通專案官員表示:“生物柴油標準B5遲遲未能出臺,也阻礙了生物柴油的發展。未來我國車用能源的需求量會大增,市場上不會只有一種替代能源,各種原料生產的生物柴油、燃料乙醇等都需要因地制宜。”

現在全世界已知的藻類有近3萬種,其中含油量高的未必長得快,長得快的又未必適應高濃度二氧化碳環境。我司希望從中找到最適宜的品種,讓微藻能大量吸收二氧化碳,並通過葉綠素的光合作用製造生長所需的養分,從中提取出油脂,再製備出生物柴油。這種生物柴油與傳統石化柴油的性質和成分相似,某些指標如發動機低溫啟動性能甚至更好。

為實現微藻柴油產業化,我司計畫開發適合工業化生產的連續採收、能源消耗低的脫水乾燥和微藻制油技術,建立規模化的微藻制油工廠,在大型容器中養殖微藻。按照設想,白天,陽光和工業二氧化碳廢氣將為微藻創造出適宜的生長條件;夜晚,光合作用停止,但依然可以給微藻“餵食”工業廢水,讓它們利用廢水中的糖製造養分;“榨油”之後的微藻殘渣,則可以作為新型生物質能鍋爐的燃料。經過這一輪的綠色迴圈,微藻柴油能做到讓汽車的碳排放降為零。