劉　霞

近日，石油巨頭埃森克美孚公司宣稱，將投入3億美元用于生物燃料的研發(fā)，這可能是迄今為止對(duì)生物燃料的最大投入，如果一切進(jìn)展順利，可能會(huì)再追加3億美元。

這塊“大餡餅”砸中的是美國(guó)合成基因公司。美國(guó)頗具傳奇色彩的生物學(xué)家和創(chuàng)業(yè)家克雷格·文特爾是該公司的共同創(chuàng)立者，但這筆錢(qián)并不是砸向某人或細(xì)菌，而是水藻?？茖W(xué)家樂(lè)觀地預(yù)測(cè)，只需種水藻提煉燃油，就能讓人類擺脫對(duì)天然石油的依賴。然而，水藻變油還面臨著成本和技術(shù)方面的問(wèn)題。

便宜豐富讓水藻脫穎而出

科學(xué)家很早就提出用植物來(lái)提煉燃油，比如從油菜籽和大豆中提煉燃油。不過(guò)，最近在制造生物燃料的角逐中，水藻因其獨(dú)特的品質(zhì)脫穎而出。

水藻由簡(jiǎn)單的水生有機(jī)體組成，通過(guò)光合作用儲(chǔ)存光能，生產(chǎn)植物汕。而植物油可以被轉(zhuǎn)化成“生物柴油”，為任何柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。

另外，水藻可以種植在任何地方，能夠迅速繁殖。幾乎不需要特別的養(yǎng)分，只需要陽(yáng)光、水和二氧化碳。而且，水藻可分解為醣、蛋白質(zhì)與油脂等，海藻油可提煉為生物燃料；醣可提煉乙醇。

除此之外，埃森克美孚公司估計(jì)，相比較而言，水藻的產(chǎn)油量更高。每英畝水藻每年能生產(chǎn)2000加侖燃料，而棕櫚樹(shù)只能生產(chǎn)650加侖，甘蔗只能生產(chǎn)450加侖，玉米僅僅能生產(chǎn)250加侖。因此，很多科學(xué)家認(rèn)為，通過(guò)水藻將大量二氧化碳變成生物燃料是一舉數(shù)得。美國(guó)能源部實(shí)驗(yàn)室和加利福尼亞州的LiveFuels公司正在開(kāi)展合作項(xiàng)目，從水藻中提煉原油。

據(jù)報(bào)道，美國(guó)陶氏化學(xué)公司和總部設(shè)在加州的生物燃料公司Algenol正在合作建設(shè)一座“水藻農(nóng)場(chǎng)”，利用水藻把二氧化碳轉(zhuǎn)化為作為汽車燃料或者塑料制品原材料的乙醇。

Algenol公司首席執(zhí)行官保羅·伍茲說(shuō)，生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的氧氣可提供給電廠，電廠產(chǎn)生的廢氣二氧化碳可以用來(lái)培植更多的水藻。在二氧化碳進(jìn)入空氣之前將其捕獲，對(duì)于緩解氣候變暖也大有好處。

各出奇招讓水藻產(chǎn)油

Algenol公司在“生物反應(yīng)器”中培植水藻，裝滿鹽水的水槽上面覆蓋著富有彈性的塑料薄膜。水中充滿二氧化碳，水藻通過(guò)光合作用，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔镆掖肌⒀鯕夂退?/p>

文特爾提出采用工業(yè)化的方式大規(guī)模培植(他稱之為生物制造，而不是農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖)轉(zhuǎn)基因單細(xì)胞水藻，以便生產(chǎn)出可用作燃料的碳?xì)浠衔铩Ｗ钪匾氖亲屗鍖⑻細(xì)浠衔锓置诘剿鼈冑囈陨L(zhǎng)的培養(yǎng)基中。

許多水藻會(huì)產(chǎn)生油，然而它們不會(huì)主動(dòng)將油噴出來(lái)。其他公司正在研究如何分解富含油的水藻細(xì)胞來(lái)得到油。而文特爾成功設(shè)計(jì)出了一條從另一種生物體通往實(shí)驗(yàn)水藻內(nèi)部的分泌途徑?，F(xiàn)在，這些水藻可以釋放出漂浮在培養(yǎng)容器表面的藻類油。

另一個(gè)想法是調(diào)整生成藻類油的生化途徑，因?yàn)?，從技術(shù)上來(lái)講，藻類油屬于甘油三酸酯，其中包含碳、氫和氧原子，需要除去氧原子，留下純碳?xì)浠衔?。為此，研究人員需要對(duì)數(shù)千種藻類進(jìn)行精挑細(xì)選，選出最適合的水藻，埃森克美孚公司也準(zhǔn)備投入資金進(jìn)行相應(yīng)的研發(fā)工作。

理想的水藻要能經(jīng)受住強(qiáng)烈的照明(光越強(qiáng)，意味著光合作用越快)以及熱(陽(yáng)光越充足，溫度越高)，而且還需要卓越的抗病毒能力，因?yàn)椴《緦?duì)如此集中規(guī)模的同種生物體群是一個(gè)巨大的威脅。如果沒(méi)有合適的物種，研究人員將從幾種藻類中選取理想的特性，制造出新水藻。

據(jù)報(bào)道，陶氏化學(xué)公司所有的一塊24英畝的土地上有3100個(gè)生物反應(yīng)器。該公司目前面臨的問(wèn)題是如何將氧氣和水從乙醇中分離出來(lái)，該公司想出了一些辦法，但都不盡如人意，需要改進(jìn)，現(xiàn)在公司已經(jīng)申請(qǐng)了美國(guó)能源部刺激法案的資助。

美國(guó)佐治亞理工學(xué)院以及膜技術(shù)研究公司都在進(jìn)行相關(guān)研究，美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室將研究二氧化碳的來(lái)源及其對(duì)水藻的影響。