種類豐富的微藻
“海洋微藻作為‘后石油時代’有望破解能源危機的一把鑰匙,具有產能大、無污染、可再生等優點,發展前景十分美好。但由于我國海洋微藻能源研究及應用尚處于起步階段,仍有許多問題難以解決。因此,海洋微藻能源的發展可謂喜憂參半。”中國科學院海洋研究所研究員劉建國對記者表示。
未來重要的可再生能源
海洋微藻沒有高等植物的根莖葉等細胞分化,在缺氮等條件下,某些單細胞微藻可積累干重50%以上的油脂,是最有發展前景的產油生物之一。
目前,我國已經成為世界上能源消耗和二氧化碳排放最大的國家之一,如何減少和擺脫對化石資源的依賴,保障能源供給安全,已經成為社會經濟發展急需解決的重大戰略問題。
劉建國介紹說,目前國內外掀起了生物質能源開發的熱潮, 其中利用油料作物生產生物柴油和利用產淀粉作物生產乙醇,成為生物質能源產業化開發的主流。巴西利用種植甘蔗和蓖麻來生產乙醇和生物柴油,美國利用種植玉米和大豆來生產乙醇和生物柴油,歐洲主要利用種植油菜來生產生物柴油,這些都受到了國際上的普遍重視。然而,這些生物質能源開發技術主要還是依賴農作物,大量糧食和食用油的使用造成了世界糧食的緊張和價格的上漲,導致生物質能源開發與人爭土地、水和糧食資源的被動局面。
“我國人口多、人均水土資源少的國情決定了依靠耕地大規模種植能源植物勢必與糧食安全發生沖突,因此我國不能效仿國外的模式來發展生物質能,必須另辟新徑。”劉建國說。
他進一步解釋:“利用海藻生產生物質能不僅有利于解決能源短缺的問題,而且將大大推動海洋生物資源開發,構建新型農村經濟發展模式,有利于環境質量的改善、修復和保護。”
據了解,山東有十幾個課題組在從事微藻研究,已發現、篩選、培育了幾十個富油藻種,并開始運用基因工程技術改造藻種。還有一些技術力量正在進行微藻生物柴油制備技術的研究。
中科院海洋研究所專家韓笑天表示,海洋微藻產油主要基于微藻細胞吸收二氧化碳,光合效率高、生長繁殖快,并且在某些條件下可以大量積累油脂,經過生物冶煉可開發生物柴油和優質航空汽油,直接應用到工農業和交通領域,其優勢和特點十分明顯。而且微藻生物能源可以再生,燃燒后不排放有毒有害物質,對大氣二氧化碳沒有凈增加。
海洋微藻利用天然海水作為培養基,對于淡水資源十分缺乏的中國來說具有獨特的吸引力。發展海洋微藻產業可以充分利用我國廣闊的海域、鹽堿灘涂等非耕國土資源,不存在與傳統糧食作物爭地的問題。據計算,我國鹽堿地達1.5億畝,如果用1/3的鹽堿地養殖微藻,所生產的生物柴油就可以滿足全國的燃油需求。
“微藻是未來重要的可再生能源之一。”中國海洋大學教授潘克厚說,微藻的光合作用效率高,生長周期短,倍增時間約3~5天,有的藻種甚至一天可以收獲兩季,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%~70%,這是陸地植物遠遠達不到的,可用于生產生物柴油或乙醇,還可望成為生產氫氣的一條新途徑。