藻类是未来的生物燃料吗?

这些微小的植物可以提供可再生石油,但工业界希望得到政府的帮助


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有迹象表明,以藻类为基础的燃料产业可能即将蓬勃发展。

作为新兴产业中规模最大、资金最雄厚的参与者之一,蓝宝石能源公司上周宣布,到2011年,其柴油和喷气燃料的年产量将达到100万加仑,是最初估计的两倍。

这家总部位于加利福尼亚州拉霍亚的公司——拥有比尔·盖茨和洛克菲勒家族等知名支持者——表示,到2018年,其年产量将超过1亿加仑,到2020年,其年产量将达到10亿加仑——足以满足美国可再生燃料标准(RFS)360亿加仑的近3%。

但存在一个问题:联邦法律在RFS中没有为藻类燃料留下空间。2007年的能源法案将玉米乙醇的年产量上限设定为2015年的150亿加仑,其余210亿加仑的可再生燃料来自先进生物燃料,其中包括170亿加仑的纤维素生物燃料和生物柴油。

蓝宝石公司企业事务副总裁蒂姆·曾克表示:“需要进行政策制定工作,将藻类等新概念纳入其中,藻类是一种在生产液体运输燃料的过程中实际消耗大量碳的生物。”

以藻类为基础的燃料生产商利用阳光、水和二氧化碳将二氧化碳转化为糖,藻类将糖代谢成脂类或油。该行业表示,它可以使用非饮用水做到这一点,而无需将更多的森林转化为农田——从而解决了对玉米和大豆生物燃料的主要批评。

蓝宝石公司表示,其技术是独特的,因为它生产的燃料可以与美国现有的管道、炼油厂、汽车、卡车和飞机一起使用。“我们百分之百确信,解决气候和能源安全的唯一方法是使用我们已经拥有的基础设施,”曾克说。

曾克表示,他的公司得到了主要石油公司的支持。其新任命的总裁C.J.华纳是一名拥有10年英国石油公司工作经验的高管。

曾克说:“他们真的很喜欢我们,因为我们为他们提供他们今天所做的事情,即提炼原油。”“它不是乙醇,也不是生物柴油。它与汽油、柴油或喷气燃料具有相同的分子。”

该公司的喷气燃料在今年早些时候进行了测试,测试方为三家航空公司中的两家,这些航空公司正在测试藻类燃料在飞行中的商业用途。大陆航空公司报告称,1月7日进行的波音737-800试飞取得了成功。那次测试是首次商业航空公司对藻类生物燃料的测试。

大陆航空公司全球研究和安全高级副总裁霍尔顿·香农上个月在国会听证会上表示:“大陆航空公司在演示中的主要作用是表明,生物燃料混合物在我们现有的飞机中表现得就像传统的喷气燃料一样,而无需修改发动机或飞机。”“这很重要,因为……目前的发动机和机身技术在未来许多年内不太可能发生重大变化,因此替代燃料对于当前飞机技术的安全使用至关重要。”

曾克表示,试飞表明,藻类燃料比石油基喷气燃料的里程更高。“我们注意到燃料的能量密度增加了4%,这是因为发动机本身的燃烧温度较低,从而提高了燃油里程,”他说。

但还需要做更多的工作。曾克和香农都提到了批准喷气燃料用于商业航空的漫长认证过程。尽管如此,航空业认为它可能在三到五年内在航班上大规模使用生物燃料。蓝宝石公司表示,其“直接替代型”运输燃料——喷气燃料、汽油和柴油——将在三年内准备好进行商业部署。

蓝宝石公司下游技术副总裁布莱恩·古德尔在一份声明中表示:“来自藻类的燃料不仅仅是一个实验室实验,也不是未来几年要推测的东西。”“我们孜孜不倦地工作,这项技术现在已经准备就绪。”

事实上,用藻类制造燃料并不像看起来那么牵强。今天用于制造汽油、喷气燃料、塑料和其他物质的石油原油曾经是池塘浮渣——尽管那是5亿年前的事情了。

那时,地球大气层中的二氧化碳含量是今天的18倍,这导致了巨大的藻类爆发。藻类生长了1亿年,然后死亡。经过时间、温度和压力的作用,那些藻类变成了今天从落基山脉西部和世界各地其他油藏中开采出来的原油。

曾克说:“一旦我们弄清楚这一切并将其应用于现代生物学——遗传学、基因工程、分子生物学——它使我们能够创造性地思考如何将我们今天重视的那种产品、那种商品的进化速度加快大约5亿年。”

富含碳

藻类作为燃料原料的另一个主要好处是其对二氧化碳的大量消耗。

曾克表示,在蓝宝石公司的工艺中,1公斤藻类生物质使用1.8公斤二氧化碳。大约50%的藻类生物质是油,因此每加仑油的生产消耗13到14公斤的温室气体。

曾克说:“你可以看到,它完全充满了那种物质。”“这就是为什么它成为地球上最独特的碳消耗植物之一。”

曾克表示,虽然该公司使用能源将二氧化碳和水输送到其位于新墨西哥沙漠的藻类生产设施,并将生产的燃料运输出去,但蓝宝石公司的生命周期排放量比生产标准柴油的排放量少三分之二到四分之三。

能源部国家能源技术实验室战略煤炭中心主任斯科特·克拉拉上周在华盛顿能源会议上表示,他的团队正在研究如何有益地再利用燃煤电厂的二氧化碳,以刺激藻类燃料生产。

克拉拉说:“公司‘开始提出巧妙的计划和技术,以快速生长藻类,收获藻类,然后将其用作燃料’。”“归根结底,你仍然会有二氧化碳排放,但你有效地使用了两次二氧化碳。因此,那里有很大的效率。”

雷神公司和其他公司也在研究将二氧化碳排放再用于藻类生产。

雷神公司快速计划组(该公司可再生能源企业部门)主管弗兰克·普劳茨奇表示,他的团队正在科罗拉多州和亚利桑那州的燃煤电厂开展碳捕获和回收研发以及试点项目。

普劳茨奇说:“藻类的燃料基础非常重要。”“我们关注藻类的原因是它的产油量以及它不会在我们粮食作物中得到解决的能力。”

普劳茨奇说:“发电厂可以捕获二氧化碳,并将其用于直接在工厂生产藻类,‘如果他们有藻类农场的土地’。”

藻类几乎可以在任何气候和极少的水中生长,只要有阳光即可。如果条件不利于藻类生长,工厂可以将二氧化碳排放输送到像蓝宝石公司位于新墨西哥州南部的3000英亩综合藻类生物精炼厂这样的地方。
推动政策变革

但曾克认为,在国会颁布一些政策变革之前,这种情况不会发生。

他说,明智的做法是在任何气候变化立法中加入一项条款,让碳排放者因有益地再利用温室气体而获得积分。

他说:“这既是碳成本问题,也是创建一个政策框架,允许这些排放者因有益地再利用其碳而获得积分。”

曾克敦促立法者为发电厂提供激励措施,使其不仅仅是捕获和封存二氧化碳排放。“我们认为,更好的政策是找到一种方法来利用废物(即二氧化碳),并对其进行回收和有益地再利用,并将其转化为对我们的经济至关重要的东西,”他说。

曾克表示,随着这种转变,他的公司将生产出在成本上与深水石油钻探具有竞争力的燃料。

曾克表示,与此同时,该公司将继续扩大其测试设施和藻类生产过程。

他说:“就把我们看作是一个地上的油田,它是可再生的,而且碳排放量非常低。”

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