全球氣候持續(xù)變暖,帶來了嚴(yán)重的環(huán)境后果,自然災(zāi)害頻發(fā),讓人類受到大自然的懲罰??茖W(xué)家認(rèn)為,這一切都源于人類過度地使用石油造成的。幸好,人類已經(jīng)認(rèn)識到問題的嚴(yán)重性,并開始尋找解決問題的辦法。據(jù)《大眾科學(xué)》近期報(bào)道,各國專家已經(jīng)在倡導(dǎo)使用綠色能源,比如用太陽能、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電等。還有一些科學(xué)家則更進(jìn)一步,開始尋找更“綠色”的能源,那就是用水藻提煉燃油。科學(xué)家樂觀地預(yù)測,只需種水藻提煉燃油,就能讓我們擺脫對天然石油的依賴。
水藻因具有隨處生長、只需陽光和水就能迅速繁殖等特性有望成為最理想的“生物燃料”來源
科學(xué)家很早就提出用植物來提煉燃油,比如從油菜籽和大豆中提煉燃油,不過很少人會想到用水藻來提煉燃油。但是,這種綠色植物現(xiàn)在卻異軍突起,成為最有力的競爭者,因?yàn)樗性S多品質(zhì)是其他植物所不具備的。
水藻是由簡單的水生有機(jī)體組成的,通過光合作用儲存光能,生產(chǎn)植物油。而植物油可以被轉(zhuǎn)化成“生物柴油”,可以為任何柴油發(fā)動機(jī)提供動力。水藻有好幾個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是其他油料植物所不具備的,比如水藻可以種植在任何地方,而且能夠迅速繁殖,更難能可貴的是,水藻幾乎不需要特別的養(yǎng)分,它們需要的只是陽光、水和二氧化碳。此外,水藻生長的面積和體積比率是最高的。
水藻不僅可以用來轉(zhuǎn)化成柴油,而且可以吸收工業(yè)生產(chǎn)排放出的大量二氧化碳
水藻不僅能生產(chǎn)綠色油料,更可以吸收大量的二氧化碳,凈化空氣,可以說是一舉兩得。事實(shí)上,許多發(fā)電廠在廠區(qū)和周邊地區(qū)種植水藻,吸收發(fā)電所產(chǎn)生的二氧化碳。在這方面,麻省理工大學(xué)的“綠色油料公司”做得最好,他們正在進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn),利用發(fā)電廠產(chǎn)生的二氧化碳來種植水藻,小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),這是一種可行性的概念,他們下一步要進(jìn)行大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)。
而更直接的將水藻用于生產(chǎn)生物柴油的人則是將吉姆·塞爾斯,他為此還專門建立了“索利克斯生物柴油公司”。一個(gè)偶然的機(jī)會,塞爾斯對水藻提取油料產(chǎn)生了興趣,他還在網(wǎng)絡(luò)上查到了一份“水生植物計(jì)劃”(ASP)報(bào)告。該報(bào)告的內(nèi)容是美國科學(xué)家花了近二十年時(shí)間尋找到的一種能夠產(chǎn)油的水藻,但因?yàn)榧?xì)節(jié)處理不當(dāng),讓其他種類水藻入侵其中,最終沒能有效的提取足夠的具有使用價(jià)值的油料。
塞爾斯找到了解決辦法,他用透明的大塑料袋種植水藻,這既可以讓充足的光線進(jìn)入,又能防止其他種類的水藻入侵。他稱自己的發(fā)明是全規(guī)模水藻“反應(yīng)堆”。他用兩條長105米、間隔1米左右的平等軌道固定大塑料袋,一旦水藻長成,就被送到煉油廠提取油料,然后再轉(zhuǎn)化成生物柴油。
目前,用水藻生產(chǎn)“生物柴油”還面臨如何選擇、種植水藻,如何更科學(xué)的提煉油的問題
不過,要想進(jìn)入后石油時(shí)代,讓水藻油成為暢銷產(chǎn)品,需要解決許多問題。生產(chǎn)“生物柴油”,第一步就是選擇水藻品種。水藻有數(shù)千種,選到正確的種類是至關(guān)重要的。其次,水藻生長的速度極快,必須控制好它的數(shù)量,如果太多,陽光就會不夠用,造成大批死亡,而如果太少,達(dá)不到所需要的數(shù)量。塞爾斯認(rèn)為,要解決這個(gè)問題,需要借助計(jì)算機(jī)來控制水藻的生長速度,也就是控制營養(yǎng)成分,不過這樣做增加成本,減少水藻業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。
即使成功地收獲了水藻,還要面臨著另一個(gè)難題,那就是如何把油提取出來。從大豆、油菜等植物中提取油用冷壓法,但水藻中沒有那么多的纖維,不能用這種標(biāo)準(zhǔn)的榨油方法。不過從理論上說,從水藻中提煉油并沒有想象的那么難,參與過ASP項(xiàng)目的美國科學(xué)家證實(shí),在綠色的水藻中加入化學(xué)添加劑就可以提煉出油來,在水藻漿中加入甲醇或者乙烷是目前最好的選擇,相對來說又有效又節(jié)省成本。但觀察家對此有一種擔(dān)心,那就是這可能會影響土地和水的使用。 (張貴余)
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