本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
在关于替代能源和燃料的讨论中,藻类已经开始在众所周知的原料池中崭露头角。藻类,这些绿色小家伙负责从使您的 Dairy Queen Blizzard 固体化到形成我们当前化石燃料的基础,正受到一些国家顶级研究人员和决策者的长期而深入的关注,作为下一代生物燃料的来源。
生物燃料已经大量生产。在美国,玉米被用来每年生产数千万加仑的乙醇。生物柴油的产量较小,可以用从废食用油到大豆和热带植物的各种物质生产。
不幸的是,玉米乙醇和陆地植物基生物柴油面临着重大的环境和社会困境。依赖粮食作物作为燃料给世界各地依赖玉米等基本主粮的人口带来了问题。热带气候地区的森林砍伐现象十分猖獗,因为森林被砍伐以适应油料作物的生产。而且,所有这些作物都需要大量的土地和水。
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藻类登场。
这个想法是藻类可以避免我们当前生物燃料来源面临的一些问题。正如在全国各地的后院游泳池中生长的藻类所证明的那样,藻类不是最挑剔的生物;藻类主要需要阳光、二氧化碳和水才能生长。二氧化碳可以来自发电厂和工业排放源,这不仅可以加快生长速度,还可以让化石燃料产生的二氧化碳在排放到大气之前被回收利用。与陆地作物(如玉米)不同,藻类可以利用废水进行生长,从而减少对稀缺水资源的需求。
最重要的是,藻类会产生有用的化合物,这些化合物可以转化为燃料和我们社会迫切需要的化学品。合成汽油和柴油、航空燃料、乙醇和生物柴油都可以从藻类生物质和脂质的不同部分生产出来,而一些藻类菌株已被证明可以产生氢气。
尽管藻类很有吸引力,但我们还需要一段时间才能用藻类燃料加满油箱:最近发表在《科学》杂志上的一篇文章详细介绍了推进藻类生物燃料生产所需的研究。简而言之,研究人员和工程师需要更多地了解该过程的每个阶段,从种植哪种藻类到确切的生长条件和生产过程。
藻类生物燃料科学的现状正在迅速成熟,但仍处于非常早期的阶段。藻类生物燃料的生产与多年前现代农业的开端非常相似。如果你今天让一位农民种植作物,他会确切地知道要播种什么种子、轮作和养分需求。如果你今天让某人种植藻类用于生物燃料,你得到的答案将和藻类物种一样多。
不过,未来是光明的。随着研究的进展,我们的能源未来可能会一片光明绿色。
参考文献
Pienkos, P. (2009). 微藻衍生生物燃料的希望和挑战。生物燃料和生物产品 3 (4). doi: 10.1002/bbb.159
Schenk, P. (2008). 第二代生物燃料:用于生物柴油生产的高效微藻。生物能源研究 1:20-43. doi: 10.1007/s12155-008-9008-8
关于作者:大卫·沃根是德克萨斯大学奥斯汀分校机械工程和公共事务双学位研究生。大卫的工作包括整合工程、生物和政策学科,以评估德克萨斯州先进生物燃料的生产。大卫于 2006 年 12 月在德克萨斯大学奥斯汀分校获得机械工程学士学位。大卫曾在国家仪器公司和白宫环境质量委员会能源与气候变化团队工作。大卫目前是韦伯能源集团的研究生研究员,并在他的能源和可持续发展博客 The Daily Wogan 上写作。
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