绿色能源
所谓绿色能源主要指一些不造成环境污染的能源,包括再生能源,如有“液体黄金”之称的乙醇、甲醇等,均可通过发酵途径进行生产。作为一种洁净的生物能源在国际上颇受重视,有大力发展的趋势。生物燃料可以采取多种途径索取。
在植物王国中,水藻类以其独特的“性能”,一跃成为绿色能源的“新星”,引起各国科学家的关注。
水藻是植物世界中的一种单细胞植物,在自然界随处可见,容易生长, 容易收获,产量很高。科学研究表明,在一些藻类中含有极其丰富的烃类碳氢化合物,淡水藻、丛粒藻、巨型藻及小球藻等,大多含有 30%~50%左右, 有的甚至可高达 85%左右。因此,科学家认为水藻是当今最有开发前途的能源之一。
美国已利用西海岸的巨型藻提炼柴油。日本正积极培植一种微细藻类, 将其干燥后,与催化剂一起进行燃烧,制取醇类燃料进行发电。
英国科学家另辟蹊径,早在 90 年代初就开展利用水藻直接发电技术的研
究,并卓有成效地做出“样板”,最近研制出一套功率为 25 千瓦的水藻发电系统,并投入试发电。研究人员指出,他们首先用人工方法培养水藻,用生物工程技术使水藻加速生长,以达到一定产量,然后将收获的湿水藻送去加工成直径 50 微米的细小颗粒,再将小颗粒加压到 300 千帕斯卡,变成“雾状”, 燃烧它去驱动发电机运转发电。其中水藻约占发电燃料的 95%。
能源专家认为,利用水藻发电优点很多,首先是发电的成本低。经试验, 目前英国利用水藻发电成本为每度 3 便士,比核能发电便宜很多,与煤炭、石油和天然气相比,成本大抵相当。同时,水藻在燃烧过程中产生的二氧化碳等于水藻在生长过程中吸收的二氧化碳,因此不向空中排出过量的二氧化碳,是一种中性环境的洁净燃料。另外,水藻也是一种取之不尽,用之不竭的可再生能源,来源广泛、品种多、生长快、产量高。美国西海岸的巨型藻生长在海底岩石上,一昼夜能长 60 厘米。一般可长到 50 米左右。而澳大利
亚达尔文水库,每年可产干丛粒藻 3000 多吨。除自然水域可以生氏水藻外, 还可以利用生物工程技术进行人工种植栽培,建立“水藻园”新能源基地, 形成规模生产,以满足发电站的需求。专家预计,用一块 22 平方英里的面积
种植水藻,其电力足以达到英国的供电需求。在 21 世纪的“植物能源”中, 水藻发电将大有作为。
利用水藻还可以制备乙醇。日本一研究小组从表层海水中获得一种类似小球藻的海藻(直径约为 10 微米),白天它与普通植物一样在光照条件下将二氧化碳转化为淀粉贮藏起来,同时它还能在弱光或厌氧条件下将淀粉转化为乙醇。
此外,还可用“工程微藻”的方式生产柴油。美国科学家通过现代生物工程构建成“工程微藻”,如硅藻类的一种小环藻,在实验室条件下可使油脂含量增加到 60%以上(一般在自然状态下微藻的含脂量为 5%~20%左右),户外生产也可达 40%以上。因此,利用“工程微藻”生产柴油有着重要的经济意义和生态意义。应该说,发展富含油脂的微藻或“工程微藻”是获取生物燃料的一大趋向。