【Energy Tech】生物燃料放大招：微藻要把飞机送上天？ - 海洋生物燃料技术

【绿能谷&无所不能】航空燃料多元化越演越烈，继太阳能飞机环球飞行后，据说日本又要利用微藻制油把飞机送上天。这……显微镜下才能看得见的微藻真的能扛起飞机这种庞然大物？

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不用说，想必这又是一项重大技术突破，又要改写人类能源史？不，其实如果你长期关注能源领域，对微藻制油或微藻发电等概念应该不会陌生，2010年上海世博会，新奥股份借机营销其泛能网时，微藻发电就是其中重要的一环，只是5年时间过去，目前在国内仍未实现产业化。

微藻制油或发电的技术原理及出发点说起来其实也不复杂。我们都知道近些年由于二氧化碳和其他温室气体的逐年增多，全球气候变暖导致全球气温显著上升，如果能利用藻类进行光合作用减少二氧化碳的同时又能提供燃料或能量，那将是两全其美，解决温室效应的一大利器。

更直接地说，微藻类和其他植物一样，吸收二氧化碳和水，在阳光下进行光合作用，生成营养源的碳水化合物，而有的藻类则会进一步制造出脂肪酸及碳化氢等，并将其储存在细胞内，最终变成生物燃料的原料。

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如此高大上的利器自然也受到了能源技术界的追捧，目前利用微藻来制造生物燃料的研究正进行得热火朝天，他们还给出了一个产业化的目标时间表——2020年，也就是说，如果能攻克大量培养的稳定性难题，5年后藻类将能用来大规模生产生物质燃料。

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寻找生物质新原料

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提起生物燃料的原料，你最先想到的应该是玉米或木薯，过去通常是使用这些“可食用植物”来制造生物燃料的。但很显然，如果把食物变成燃料的话，人类的食物就会相应地减少，会产生“与民争地”“与民争粮”的问题。这也是国内及全球生物质燃料一直无法大规模发展的原因所在。

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也就是说，要发展生物质燃料，用粮食做原料是行不通的，必须开发出利用粮食以外的植物来制造燃料的新技术。于是，微藻类开始受到关注。

这种微小藻类被认为“能对解决地球面临的粮食不足问题及能源短缺问题做出贡献”，目前已开始受到全球企业及研究机构的关注，并被视为生物燃料的新一代原料。

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事实上，以藻类为原料还有其他好处。一个是可以高效生成油，微藻类与同样作为生物燃料原料的油棕果相比，相同面积的土地可以生产出后者2～10倍的生物燃料。

另一个好处是，只要存在阳光和二氧化碳，在任何地方都可以建造培养池培育藻类。不适合植物无法生长的干燥地带及贫瘠的土地，甚至沙漠里也能培育。除此之外，由于微藻可大规模吸收二氧化碳，因此还可对减排二氧化碳做出贡献。

哪些公司已介入？

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除国内少量公司已介入微藻制油或发电领域的研究，目前对这一领域最感兴趣的当数日本公司及研究机构。

近年来，开始研究藻类培养技术的日本企业纷纷涌现。鹿儿岛的IHI公司就与神户大学、生物风险企业Chitose研究所、日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）合作，于2015年5月在鹿儿岛启动了大规模藻类培养设施。此外，生物风险企业Euglena（东京都港区）及电装等公司也在研究用微藻类制造生物燃料。

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从藻类中提取的油和原油一样，可用作燃料及化学产品的原材料。各公司瞄准的终极目标则是“航空燃料”。产业化目标时间为举办东京奥运会的2020年。 “希望届时能用提炼自微藻的生物燃料驱动的飞机来迎接四面八方的来客”。

那么，为何会瞄准航空燃料呢？因为国际航空运输协会（IATA）提出2050年之前使航空业总体的二氧化碳排放量要比2005年减少一半，而为了达到这一目标，还制定了为2020年飞机排放的二氧化碳量设定上限的行动计划。

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尽管如此，飞机与汽车不同，替代燃料的开发几乎没有进展。尽管用电力或氢气来驱动的“环保车”已经问世，但飞机继续依赖于燃料效率较高的液体燃料。也就是说，要大幅减少二氧化碳排放量，必须利用生物燃料。

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成本制约产业化

文章开头我们就提到，利用微藻类制造生物燃料或发电的基础技术并非近期才有，但一直未能产业化，问题还是出在“成本”上。

据测算，从日本国内企业目前的藻类燃料生产成本来看，以IHI为例，即便实现了目前预估的规模化生产，也要500日元左右。而目前航空燃料的市场价仅为每升100日元左右。

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也许有人怀有这样的疑问，“即便放置不管，藻类也会生长。为什么还要花费那么高的成本呢？”原因有两个：一个是“很难在室外培养”，另一个是“从水中采收并不容易”。

当然，在专用容器等稳定的环境中培养并不困难，不过，在这种情况下，藻类的增产量十分有限，必须在大规模设施中培养。然而这又会出现另一个严重问题，那就是其他藻类及生物会混入培养池中并造成“污染”。 “经常出现这样的情况：想要培养的藻类在一天内消失，整个培养池被其他品种的藻类所占据。”

从水中采收藻类也是一大难题。正如名字中有“微”字所代表的那样，单个藻体非常小。即便能够用网眼很小的过滤网来过滤，烘干时也很辛苦。虽然也可以使用离心分离机，但“如果用离心分离机来处理从大面积培养池中收集上来的藻类，就要耗费大量能源。要是能耗量超过用藻类制造出来的能源量，那就没有什么意义了。”

不同企业解决这些问题的方式也不一样，关键在于水藻的“种类”。各企业根据不同藻类的特性，制定出了自己的解决方案。

电装公司选择培养一种名为“微绿球藻”（Pseudochoricystis）的藻类。这种藻类喜欢酸性环境，如果使培养液PH值达到几乎与酸奶相同的酸性水平，其他藻类及生物就很难存活，从而可以减少“污染”。

而IHI公司则通过对繁殖速度很快的藻类进一步进行品种改良，让藻类聚集成直径0.1mm左右的藻群，另外，还使藻类具备容易漂浮在水面的性质，从而更易采收。

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小编以为：石油一直是全球能源市场的引领者，但石油也是远古时代储存于地下的藻类等物质转化而来的。微藻类与石油不同，可以吸收工厂或飞机排放的CO2，而且能够多次再生。微小的藻类中隐藏着变成21世纪新型可循环能源的可能性。现在，这些藻类正承载着有朝一日把巨大的飞机送上天空的梦想，在某个地方被培养着。

本文为绿能谷（微信id:GP211103）& 无所不能 联合出品

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