海藻：人類未來的能源聚寶盆

文 王祖遠(yuǎn)

油價貴到讓你受不了了嗎？貴還不打緊，預(yù)估地球的石油將在數(shù)十年內(nèi)被榨干，迫使全球科學(xué)家加緊腳步尋找替代能源，種植農(nóng)作物提煉生質(zhì)能源便是其中重要的一環(huán)。但撇開成本昂貴不說，可能壓縮人類的食物來源更是其可能的致命傷，制造與分銷過程也須消耗更多能源。

于是，科學(xué)家把腦筋動到海底，光合作用利用率很高的海藻可能是絕佳的選擇。藻類生長快速，光合作用效率約6%～8%，高于陸生植物的1.8%～2.2%，此意味著藻類能更有效率的吸收二氧化碳。藻類吃進(jìn)二氧化碳并快速分解，轉(zhuǎn)換成油脂、蛋白質(zhì)、醣類與其他養(yǎng)分，最后只排出氧氣，除了效率高，更具環(huán)保意義。

吃喝拉撒呼吸，全靠海藻

海藻能源妙用，有個有趣的例子。2007 年4 月，澳大利亞29 歲的海洋生物學(xué)家勞埃德·戈德森，不攜帶氧氣瓶之類的任何供氧設(shè)備，靠著海藻完成為期14 天的“水下生活”行動。

勞埃德·戈德森從4 月4 日起潛入湖底5 米深的一個密閉鐵房子中，并在水底生活14 天。令人驚訝的是，在此期間，他僅僅靠海藻所排放的氧氣維生。

勞埃德·戈德森潛入一個小湖底下的一座完全密封的鐵房子中，期間，戈德森吃喝拉撒睡等一切行動，全都必須在水下解決。在水下房屋內(nèi)，擺放了1 部用于發(fā)電的自行車，當(dāng)要使用筆記本電腦和DVD 影碟機(jī)時，戈德森便會騎自行車發(fā)電。

在14 天水底生活期間，唯一的供氧設(shè)備是在水下房屋中的1 個水箱，里頭種植大量海藻，戈德森便依靠海藻所產(chǎn)生的氧氣呼吸。

這套海藻供氧系統(tǒng)名為“BioSUB”，是7位美國愛達(dá)荷州喀斯喀特中學(xué)的師生設(shè)計的。“BioSUB”系統(tǒng)不僅負(fù)責(zé)放出氧氣，而且可吸收戈德森呼出的二氧化碳。與此同時，海藻還可以作為戈德森的食糧，而戈德森每天排出的尿液也將用來灌溉海藻。

綠色原油，不壓縮糧食種植

美國加州圣地牙哥的藍(lán)寶石能源公司表示，該公司利用海藻加上陽光、二氧化碳和非飲用水，成功制成與輕原油相同的“綠色原油”，沒有其他生質(zhì)能源影響糧食生產(chǎn)的問題，生產(chǎn)時用到二氧化碳可以輸油管運輸，令運輸時消耗的能源減少，可望比其他生質(zhì)燃料進(jìn)一步紓緩溫室氣體排放問題。

首批“綠色原油”預(yù)計3 年內(nèi)推出，5 年內(nèi)全面上市，但業(yè)者拒絕透露生產(chǎn)過程的詳情，也不肯預(yù)測售價，只表示價錢可以與其他能源產(chǎn)品競爭，且所有煉油廠、輸油管及汽車引擎等都無需改裝，便可直接處理、運輸及使用“綠色原油”及其提煉品。

荷蘭皇家殼牌公司也已投下70 億美元，分別在美國的德州與夏威夷州興建海藻農(nóng)場與實驗室，積極發(fā)展生物燃油。該公司表示，如果未來將海藻所含的植物油轉(zhuǎn)化成生質(zhì)柴油的條件成熟，將在夏威夷建立全面生產(chǎn)生質(zhì)柴油工廠。

掛著曬太陽，就能煉出油來

海藻種類繁多，有高達(dá)數(shù)層樓高的“巨藻”，也有無法以肉眼看見的“微藻”。 而巨藻是當(dāng)今世界上最大、最古老的植物之一，通常只需日光、空氣和海水，即可周而復(fù)始地在海洋中大量生產(chǎn)。巨藻是世界上長得最快的海藻，每公頃年產(chǎn)750至1200 噸，被譽(yù)為“海洋速生林”。

不管是巨藻還是微藻，都有不少品種含油量高，有些品種的含油量甚至超過藻類本身重量的一半，成為制造生質(zhì)柴油的理想物種，也可有效解決需要大片能源作物耕地的問題，生產(chǎn)成本也較陸地能源作物為低。

藻類生質(zhì)油研發(fā)者格蘭克茲說：“讓藻類掛著曬太陽，就能吸收足夠太陽能，透過光合作用就能提煉出油來。”他說，若相當(dāng)于新墨西哥州10 分之1 的藻類提煉出的生質(zhì)柴油，可供應(yīng)全美國交通運輸。

海藻煉油比玉米經(jīng)濟(jì)3 萬倍

藻類生長速度快，提煉出的生質(zhì)柴油更是可觀，每年每英畝可提煉出10 萬加侖的生質(zhì)柴油，遠(yuǎn)比玉米生質(zhì)油產(chǎn)量多出3萬倍以上，不但更環(huán)保，也更具經(jīng)濟(jì)效益。

利用海藻制造石油并不是新構(gòu)想，1970 年代能源危機(jī)爆發(fā)時，美國能源局曾嘗試以微藻提煉生質(zhì)柴油，有些微藻干重含有60%三酸甘油脂，其成分與陸生油脂作物的成分相同。歷經(jīng)多年研究，篩選出300 種適合提煉生質(zhì)柴油的微藻，其中以綠藻及矽藻為主。但因生產(chǎn)成本高于石油，加上當(dāng)時美國政府集中預(yù)算在生質(zhì)酒精的開發(fā)，而于1998 年中止。

吸收工廠：二氧化碳抗暖化立大功

藻類科技的另一個用途，是在燃燒化石燃料過程中，將二氧化碳廢氣回收利用。

要從發(fā)電廠大量回收二氧化碳，藻類生質(zhì)柴油是少數(shù)幾種方法之一。透過這種技術(shù)，供電設(shè)備產(chǎn)業(yè)面對的排碳問題，以及交通石油工業(yè)尋覓的清凈提煉替代技術(shù)，同時得到了解答。

依據(jù)美國能源部的構(gòu)想，是在發(fā)電廠周圍設(shè)置占地數(shù)頃的大型藻類養(yǎng)殖槽。整個系統(tǒng)會將發(fā)電廠排放的氣體導(dǎo)入槽中，回收燃燒化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳廢氣。

以色列也利用發(fā)電廠排放的二氧化碳，冷卻后釋放到養(yǎng)殖海藻的池塘里。經(jīng)過培養(yǎng)，海藻長勢快速，產(chǎn)量大大提高，為以海藻生產(chǎn)生質(zhì)能源提供了充足的原料。此外，使用二氧化碳可以將海藻的養(yǎng)殖成本降低約一半。

以色列學(xué)家貝爾金博士表示，將發(fā)電廠廢氣導(dǎo)引到海水中，再投入肥料到海水里，讓海藻大量生產(chǎn)，每1 公斤的海藻約可生產(chǎn)出250 公克的植物油，再轉(zhuǎn)換為生質(zhì)柴油。他說，若美國將發(fā)電廠排放的二氧化碳5 分之1 導(dǎo)入海水，并在海水中養(yǎng)殖海藻，生產(chǎn)出來的生質(zhì)柴油約可減少美國5 分之1 的進(jìn)口石化原料。

沙漠堿水池也可大量培養(yǎng)

藻類可以自然生長于河川、海岸及紅樹林沼澤，也可以生長在廢水處理池或商業(yè)養(yǎng)殖槽中，目前的技術(shù)已可讓藻類善用土地與水資源，而不致與糧食作物競爭耕作資源。

在日照充足的沙漠地區(qū)，有很多不宜農(nóng)耕或飲用的堿水，反而特別適合藻類生長。比起淡水，藻類在高鹽分的堿水中生長更迅速，能源部推估，光是在美國西南部無人使用的土地繁殖藻類，每年就能吸收近10 億噸的二氧化碳。

美國國家再生能源實驗室曾嘗試以沙漠中的堿水池，大量培養(yǎng)藻類來生產(chǎn)生質(zhì)柴油。研究結(jié)果，20 萬公頃面積的沙漠所擁有的堿水池，可產(chǎn)出2830 萬公噸的生質(zhì)柴油。藻類更可利用廢水、動物排泄物為營養(yǎng)來源，有助于改善水質(zhì)并可制成肥料。

澳洲科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)一種稱為“葡萄藻”的綠藻，可做為碳水化合物的來源。“葡萄藻”本身75%是天然碳水化合物，且適于存活在堿水中，缺點是，“葡萄藻”每2 天才分裂繁殖1 次，僅及其他許多藻類繁殖速率的10 至15 分之1。