建筑污水里種植生物燃油
汽車里的燃油可以種植出來。你是不是覺得有些不可思議?其實,現在已經有一些汽車甚至飛機都用上了種植出來的燃油,這種油被稱為“生物燃油”。而且,生長生物燃油的種植物是一度被認為是污染物的藻類。美國一些研究人員認為,在城市里大規模種植藻類,生產生物燃油,可以降低城市對石油的依賴程度,并且有效保護城市環境。
用油藻榨油 |
研究人員和油藻培育基地 |
建筑表面的油藻培育系統 |
其實,從原理上看,所有生物都可以成為燃料,因為生物中含碳。但是一般的動植物需要燃燒發電才能被利用,而有些植物可以榨出被交通工具和工廠直接使用的燃油,這比燃燒發電利用起來要簡單得多,因此發展生物燃料的重點是發展生物燃油。大豆、花生、油菜子、茶子、葵花子、玉米等,都是我們所熟知的產油原料。
科學家近年來發現,我們所討厭的藻類植物也是一種重要的產油原料。這些藻類分布在海洋、江河、湖泊中,甚至在氣候變暖的形勢下大規模爆發,一度導致一些水域出現“綠色污染”。比如,太湖內的藍藻污染長期困擾著附近的居民。然而,在能源領域藻類并不令人討厭,而且成了世界生物燃料領域的香餑餑。藻類植物所產的油雖然不能食用,但是可以驅動汽車、輪船、飛機和工廠里的機器。
藻類是最原始的生物之一,主要生長在水里,具有光合效率高、生長周期短、速度快的特點。它們的體型大小各異,小至長1微米的單細胞的鞭毛藻,大至長達60公尺的大型褐藻。藻類按大小通常分為大藻(海帶、紫菜等)和微藻(藍藻、綠藻等),其中用于制備生物燃油的是微藻。研究人員發現,藻類是一種含油量很高的植物,其產油量是玉米、柳枝稷等生物燃料植物的15 倍。盡管如此,大部分藻類就的產油量不超過自身重量的10%,能源廠商因此覺得藻類燃油的生產成本有些高,他們希望能夠有產油量更高的藻類,一種方法是尋找天然的產油量高的油藻,另外一種方法是借助轉基因工程獲得油藻。
美國埃克森美孚石油公司于2009年7月份宣布投資6 億美元,目標是培育出一些產油量高的轉基因藻類。與之合作的朱爾生物技術公司宣稱已經培育出轉基因油藻,但是他們尚未透露任何專利細節。據一些研究人員推測,朱爾生物技術公司很可能是將花生、油菜子產油量高的植物的產油基因轉移到一些藻類中,培育出產油量高的轉基因油藻。轉基因油藻的產油量將超過自重的 40%,而且它們不會像轉基因農作物那樣引起人們的反對和抗議,因為畢竟它是一種燃料,而不是食物。與一般植物相比,藻類還有生長快速的特點,有些藻類一天內的重量就可增加數倍。
研究人員表示,如果轉基因油藻真的培育成功,可以推廣到城市種植。那時,人人都可以在家“種植汽油”,人們可以在自家的花園、陽臺或屋頂種植轉基因油藻,收獲之后送到生物燃油公司換汽油。由于城市的土地十分金貴,不可能專門開辟一些土地來種植油藻。藻類生長并不需要土壤,只需要水、二氧化碳和充足的陽光就可以了,城市的建筑表面就成了很好的種植地。美國還有一家公司正在研制“油藻培育系統”,這種裝置的主體是一些可以安裝在建筑物表面的玻璃容器,其中還有一些監控藻類生長的設備,從換苗到收割都可以自動完成。
培育油藻的好處不只是為能源領域提供燃油,還有其他一些環保功能。首先,油藻也是發展低碳經濟的重要內容,油藻的生長需要吸收二氧化碳等溫室氣體,燃燒后釋放二氧化碳,其碳釋放量和吸收量在理論上可以相互抵消,相當于沒有向大氣中排放二氧化碳,可以為遏制氣候變暖作貢獻。其次,油藻的生長對水質沒有特殊要求,并不會浪費居民生活用水,甚至可以用污水處理池來養油藻。越是污水中油藻生長得越好,它們可以有效地吸收污水中的有機營養物質,而這些物質正是讓城市污水發臭的原因。因此,利用建筑排放的污水就可以讓油藻快速生長,這還可以減輕城市污水凈化系統的壓力。另外,在城市的建筑表面培育油藻,可以吸收相當多的陽光,讓城市越來越熱的夏天變得相對涼爽一些。
中國在油藻研究方面近年來也獲得了不少成果。比如,清華大學生物技術研究所繆曉玲教授等通過異養轉化細胞工程技術,獲得高脂含量的異養小球藻細胞,其脂含量高達細胞干重的55%。山東海洋工程研究院的研究人員李乃勝等人培育出了富油微藻,最高含油量已達到68%,并在此基礎上制取生物柴油。我們相信,藻類很快將成為城市綠色能源中的重要成員。
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