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美科学家发现新"绿色"能源:可用水藻油取代石油
 【进入论坛】 【推荐朋友】 【关闭窗口 2007年06月30日 07:01
    全球气候变暖,科学家认为,这一切都源于人类过度使用石油。幸好,人类已认识到问题的严重性,科学家已在倡导使用绿色能源。美国人发现的一种“绿色”能源,是用水藻提炼燃油。科学家乐观地预测,只需种水藻提炼燃油,就能让美国摆脱对天然石油的依赖。

    水藻很容易繁殖

    科学家很早就提出用植物来提炼燃油,比如从油菜籽和大豆中提炼,这两种植物本来就可用来榨取食用油。另外一种可提炼燃油的植物是蓖麻。但无论如何,一般人很少想到用水藻来提炼燃油。

    水藻由简单的水生有机体组成,通过光合作用储存光能,生产植物油。而植物油可被转化成“生物柴油”。

    水藻有几个重要的优点,是许多其他植物不具备的:水藻可被种植在任何地方,且能迅速繁殖,更难能可贵的是,水藻几乎不需要特别的养分,需要的只是阳光、水和二氧化碳。它们不像其他植物那样,需要占用很大面积才能生长,而是可在立体空间里生长,因此能非常迅速地吸收营养。

    有几个数字能证明水藻的优点。在美国,如果把所有从石油中提取的交通燃料换成生物柴油的话,每年需要1400亿加仑(1加仑≈4.55升)的生物柴油。而如果全部用大豆来提炼生物柴油,就需要30亿英亩(1英亩≈6.07亩)肥沃的土地来种植大豆;用油菜籽提炼的话,也得需要10亿英亩的土地。

    不幸的是,整个美国只有4.34亿英亩农田,而且还需要留下一些土地来种植粮食。而水藻只需9500万英亩的土地就能满足需要。它们不需要肥沃的土地就能生长,可以种植在水塘里、袋子里或水箱中。这样一来,既可在沙漠中种植水藻,也能在产生很多二氧化碳的发电厂附近种植。

    水藻这样变成柴油

    吉姆·塞尔斯曾是一名工程师,如今成了一名发明家,他的“索利克斯生物柴油公司”,专门用水藻生产生物柴油。塞尔斯于2004年开始发展他的水藻燃料技术,不过他的灵感来自于美国上次面临的能源危机。1978年,当时的美国总统卡特制订了一个“水生植物计划”(ASP),希望能从水藻中提取洁净的生物柴油代替汽油。根据卡特总统的要求,美国一些科学家开始研究这种技术。可是,用了约20年时间,花费了2500万美元,研究小组也并未从水藻中提取出具有使用价值的油料。1996年,克林顿政府取消了这一项目。但是,研究人员希望他们的工作不白费。ASP项目的科学家对自己的工作进行了总结,写出了详细报告,并把328页的报告上传到美国能源部的网站上。

    一个偶然的机会,塞尔斯对水藻提取油料很感兴趣,他在网络上查到了那份被他称为“水藻圣经”的ASP报告。经过认真研究,他发现,ASP项目的科学家寻找到了一种能产油的水藻,但他们把这种水藻种在了露天池塘里,这当然比种植在像密封缸一样的封闭系统中要省钱得多,但野生水藻迅速入侵这些露天池塘,把科学家选出的特种水藻杀死。

    塞尔斯找到了解决办法,他用透明的大塑料袋种植水藻,既能让充足的光线进入,又能防止其他种类的水藻入侵。他称自己的发明是大规模水藻“反应堆”。他用两条长350英尺(约为105米)、间隔3英尺的平行轨道固定大塑料袋,一旦水藻长成,就被送到炼油厂提取油料,然后再转化成生物柴油。

    水藻不仅能生产绿色油料,更可吸收大量二氧化碳,净化空气,可说是一举两得。美国麻省理工大学的“绿色油料公司”正在进行这方面的试验,利用发电厂产生的二氧化碳来种植水藻。小规模的试验发现,这是一种可行性的概念,下一步要进行大规模试验。

    N个“水藻油”问题

    不过,要想进入“后石油时代”,让“水藻油”成为畅销产品,需要解决许多问题:水藻有许多种类,哪一种能提炼出最多油料?最好的种植方法是什么?当水藻大规模长成后,如何有效地提取油料?问题还不止这些,索利克斯公司一直在不停地研究,也不停地进行激烈的争论。

    在生产“生物柴油”的过程中,第一步就是选择水藻品种。种植水藻是一个非常复杂的系统,每一个“水藻生长反应堆”本身都是一个小型生物圈,就像自然生态系统一样,每一种因素都相互依赖、相互制约,一种因素被改变,另一种因素就会出现混乱。水藻的生长速度极快,必须控制好数量,如果太多,阳光就会不够用,造成大批死亡,而如果太少,就达不到所需要的数量。

    塞尔斯认为,要解决这个问题,需要借助计算机来控制水藻的生长速度,也就是控制营养成分。但这么精确地控制成本,反而会减少水藻业的经济利益,也会削弱与石油业的竞争力。

    即使成功地收获了水藻,还要面临另一个难题,那就是如何把油提取出来。从大豆、油菜等植物中提取油用冷压法,但水藻中没有那么多的纤维,不能用这种标准的榨油方法。不过,从理论上说,从水藻中提炼油,并没有想像的那么难,参与过ASP项目的美国科学家证实,在绿色的水藻中加入化学添加剂,就可提炼出油来,在水藻浆中加入甲醇或者乙烷是目前最好的选择,相对来说,又有效又节省成本。但观察家对此有一种担心,那就是,这可能会影响土地和水的使用。

    还有最后一个问题。像其他替代燃料一样,水藻炼油业的成功与否,要依赖石油的市场价格,如果每桶石油的价格跌到20美元,那么生物柴油工业就像无风的帆船一样不能运行了。
来源:青年参考  
 
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