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(jī)的一把鑰匙,具有產(chǎn)能大、無污染、可再生等優(yōu)點(diǎn),發(fā)展前景十分美好。但由于我國海洋微藻能源研究及應(yīng)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(fā)展可謂喜憂參半。”中國科學(xué)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(xì)胞分化,在缺氮等條件下,某些單細(xì)胞微藻可積累干重50%以上的油脂,是最有發(fā)展前景的產(chǎn)油生物之一。
目前,我國已經(jīng)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(jīng)成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需解決的重大戰(zhàn)略問題。
劉建國介紹說,目前國內(nèi)外掀起了生物質(zhì)能源開發(fā)的熱潮, 其中利用油料作物生產(chǎn)生物柴油和利用產(chǎn)淀粉作物生產(chǎn)乙醇,成為生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的主流。巴西利用種植甘蔗和蓖麻來生產(chǎn)乙醇和生物柴油,美國利用種植玉米和大豆來生產(chǎn)乙醇和生物柴油,歐洲主要利用種植油菜來生產(chǎn)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(zhì)能源開發(fā)技術(shù)主要還是依賴農(nóng)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(dǎo)致生物質(zhì)能源開發(fā)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(guī)模種植能源植物勢必與糧食安全發(fā)生沖突,因此我國不能效仿國外的模式來發(fā)展生物質(zhì)能,必須另辟新徑。”劉建國說。
他進(jìn)一步解釋:“利用海藻生產(chǎn)生物質(zhì)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(fā),構(gòu)建新型農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,有利于環(huán)境質(zhì)量的改善、修復(fù)和保護(hù)。”
據(jù)了解,山東有十幾個課題組在從事微藻研究,已發(fā)現(xiàn)、篩選、培育了幾十個富油藻種,并開始運(yùn)用基因工程技術(shù)改造藻種。還有一些技術(shù)力量正在進(jìn)行微藻生物柴油制備技術(shù)的研究。
中科院海洋研究所專家韓笑天表示,海洋微藻產(chǎn)油主要基于微藻細(xì)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(jīng)過生物冶煉可開發(fā)生物柴油和優(yōu)質(zhì)航空汽油,直接應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)和交通領(lǐng)域,其優(yōu)勢和特點(diǎn)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(zhì),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(yǎng)基,對于淡水資源十分缺乏的中國來說具有獨(dú)特的吸引力。發(fā)展海洋微藻產(chǎn)業(yè)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(tǒng)糧食作物爭地的問題。據(jù)計算,我國鹽堿地達(dá)1.5億畝,如果用1/3的鹽堿地養(yǎng)殖微藻,所生產(chǎn)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(xué)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(chǎn)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(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的,可用于生產(chǎn)生物柴油或乙醇,還可望成為生產(chǎn)氫氣的一條新途徑。