国内外争相研发微藻制油 4年后成为生物柴油主要原料

全球性能源短缺以及二氧化碳排放引起的温室效应,已经成为人类可持续发展的重大威胁。如果有一种技术,既能减少二氧化碳,又能增加可再生能源供给,必然受欢迎。这就不难理解,“微藻”为何会在全球掀起一股热潮。因为,这种藻类正是通过“吃”二氧化碳来生产生物柴油和生物燃气。
　　在中国,生物柴油产业一直有“南方麻风树、北方黄连木”的说法,说的是油料植物品种单一。同时,由于受自然条件和成本的限制,世界上其他各国对于生物柴油的产业化也仅限于起步阶段。选取合适的、低成本植物油脂资源来发展生物柴油产业正成为各国的研究热点。微藻,由于生长繁殖速度快、含油量高,将有望替代木材或农作物,成为“后石油时代”的可再生能源。
　　微藻是什么藻
　　上海世博会上,绿色的微藻在中国馆和沪上生态家的玻璃围栏中流动,为它们吸收室内的二氧化碳。由新奥集团展示的这项新技术——“微藻制油”吸引了众多参观者的注意。
　　据介绍,作为入选国家863计划的高技术研究项目,新奥集团的“CO2—微藻—生物柴油关键技术研究”项目已经通过中试,其在内蒙古达旗的微藻生态基地2013年将达到280公顷,3～5年内逐步实现藻类生物能源的产业化。
　　微藻,这些广泛分布于盐碱水、淡水、海水、沼泽、温泉等水域的微小生物,因其具有生物量大、生长周期短、易培养及脂类含量较高等特点,成为制备生物质能源的良好材料。
　　据新奥科技发展有限公司生物质能源研究中心总经理刘敏胜介绍,目前世界上已知的微藻种类达到几千万种,经过认证可以利用的有几万种。“但真正实现利用的微藻目前只有几十种,还有很大的潜力可挖。”
　　刘敏胜告诉《中国经济周刊》,能够制油的微藻不是时常爆发赤潮、蓝藻的海藻,而是他们经过筛选和再造的最适宜的藻种,“生长快、出油率高、适应环境、适合工业生产”。
　　刘敏胜说,相比起玉米、大豆和油菜,微藻培育占地少、生长周期短,从出生到可以制油只需两周,而油料作物一般要几个月。同时,微藻的单位产油量是玉米的数百倍,每公顷可产1.5万升～8万升生物柴油。
　　而且,微藻是可以“生孩子的”,有的藻种甚至一天可以收获两季,单位面积年产量是粮食的几十倍乃至上百倍。而且微藻脂类含量在20%～70%,这是陆地植物远远达不到的。
　　中国工程院院士闵恩泽之前曾表示,如果推广含5%生物柴油的清洁燃油,以中国目前石油的使用量计算,生物柴油的需求量是600万吨。
　　“我国盐碱地面积达1.5亿亩,如果用14%的盐碱地种植微藻,在技术成熟的条件下,生产的柴油量就可满足全国50%的用油需求。”有专家如是说。
　　国内外争相研发“微藻制油”
　　“微藻制油的原理其实很简单。”刘敏胜告诉记者,就是利用光合作用,将二氧化碳转化为微藻自身的生物质从而固定了碳元素,再通过诱导反应使微藻自身的碳物质转化为油脂,然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外,进行提炼加工从而生产出生物柴油。“如果没有二氧化碳,微藻不但产不了油,反而有害呢。”刘敏胜说。 “微藻制油技术真正起步是在2007年,在国外。”刘敏胜说,后来,由于当时石油价格没涨上来,减少碳排放也没有提上议程,对微藻制油的研究中断了一段时间。“但现在情况变了,像壳牌等企业都开始大投入来研究微藻能源技术。”
　　2007年,美国启动了微藻能源计划,称为“微型曼哈顿计划”;2008年10月,英国碳基金公司启动了目前世界上最大的藻类生物燃料项目,投入2600万英镑用于发展相关技术和基础设施,该项目预计到2020年实现商业化。
　　厦门大学中国能源经济研究中心主任林伯强在接受《中国经济周刊》采访时表示,中国煤炭行业的产能目前在30亿吨～31亿吨,1吨煤产生2.5吨二氧化碳排放,碳吸收和碳利用是今后一个很重要的方向。记者获悉,占地1平方公里的养藻场一年可处理5万吨二氧化碳。照此计算,假设有15万平方公里养藻场,即可全部处理煤炭产生的二氧化碳。
　　据刘敏胜介绍,新奥集团的微藻制油项目将以煤电厂和化工厂等二氧化碳排放大户为基地,对二氧化碳进行就地吸收和资源化利用,生产生物能源。目前,新奥集团已经在光生物反应器、生物柴油制备等藻类生物质能源技术领域取得了10余项具有自主知识产权的技术成果。“我们一直在和国外抢时间,目前我们的微藻制油技术已经不输给国外。”
　　刘敏胜同时表示,目前有很多机构打着“国外”的幌子来中国卖微藻技术,“基本都是国外淘汰的技术。”
　　4年后成为生物柴油主要原料
　　尽管在美国和欧洲都已经启动了微藻生物柴油计划,但距离产业化仍然有一段路要走。首先,成本高就制约了微藻生物柴油产业的发展。有观点认为,微藻制油的成本是普通生物柴油的4倍。
　　“目前微藻制油的成本甚至不止4倍。”新奥科技发展有限公司世博微藻项目经理郑科介绍说,因为成本不仅涉及藻类的培养、基因的改造,还涉及土地、人员管理和维护费用等。
　　“目前在整个流程环节中,并没有哪一项关键的技术占的成本比重最大,因此最终要做到产业化,必须在各个环节都着力降低成本。”郑科说。
　　新奥集团董事局副主席兼首席技术官甘中学告诉记者,“在这几年之内,藻种的筛选、技术的改进、产业规模化及装备水平成本下降都将会直接影响微藻生物柴油成本下降。”
　　他说,柴油目前的价格大约是每吨7000元,而按照现在的发展速度,2014年微藻生物柴油的成本可降至每吨6500元以下。这意味着在未来数年之内,微藻有望代替现在的麻风树和黄连木,成为生物柴油的最主要原料。