美國科學家：水藻油取代石油

2007-06-30 23:05 全球氣候變暖，科學家認為，這一切都源於人類過度使用石油。幸好，人類已認識到問題的嚴重性，科學家已在倡導使用綠色能源。美國人發現的一種「綠色」能源，是用水藻提煉燃油。科學家樂觀地預測，只需種水藻提煉燃油，就能讓美國擺脫對天然石油的依賴。

水藻很容易繁殖

科學家很早就提出用植物來提煉燃油，比如從油菜籽和大豆中提煉，這兩種植物本來就可用來榨取食用油。另外一種可提煉燃油的植物是蓖麻。但無論如何，一般人很少想到用水藻來提煉燃油。

水藻由簡單的水生有機體組成，通過光合作用儲存光能，生產植物油。而植物油可被轉化成「生物柴油」。

水藻有幾個重要的優點，是許多其他植物不具備的：水藻可被種植在任何地方，且能迅速繁殖，更難能可貴的是，水藻幾乎不需要特別的養分，需要的只是陽光、水和二氧化碳。它們不像其他植物那樣，需要佔用很大面積才能生長，而是可在立體空間裡生長，因此能非常迅速地吸收營養。

有幾個數字能證明水藻的優點。在美國，如果把所有從石油中提取的交通燃料換成生物柴油的話，每年需要1400億加侖(1加侖≈4.55升)的生物柴油。而如果全部用大豆來提煉生物柴油，就需要30億英畝(1英畝≈6.07畝)肥沃的土地來種植大豆；用油菜籽提煉的話，也得需要10億英畝的土地。

不幸的是，整個美國只有4.34億英畝農田，而且還需要留下一些土地來種植糧食。而水藻只需9500萬英畝的土地就能滿足需要。它們不需要肥沃的土地就能生長，可以種植在水塘裡、袋子裡或水箱中。這樣一來，既可在沙漠中種植水藻，也能在產生很多二氧化碳的發電廠附近種植。

水藻這樣變成柴油

吉姆・塞爾斯曾是一名工程師，如今成了一名發明家，他的「索利克斯生物柴油公司」，專門用水藻生產生物柴油。塞爾斯於2004年開始發展他的水藻燃料技術，不過他的靈感來自於美國上次面臨的能源危機。1978年，當時的美國總統卡特製訂了一個「水生植物計畫」(ASP)，希望能從水藻中提取潔淨的生物柴油代替汽油。根據卡特總統的要求，美國一些科學家開始研究這種技術。可是，用了約20年時間，花費了2500萬美元，研究小組也並未從水藻中提取出具有使用價值的油料。1996年，克林頓政府取消了這一項目。但是，研究人員希望他們的工作不白費。ASP項目的科學家對自己的工作進行了總結，寫出了詳細報告，並把328頁的報告上傳到美國能源部的網站上。

一個偶然的機會，塞爾斯對水藻提取油料很感興趣，他在網路上查到了那份被他稱為「水藻聖經」的ASP報告。經過認真研究，他發現，ASP項目的科學家尋找到了一種能產油的水藻，但他們把這種水藻種在了露天池塘裡，這當然比種植在像密封缸一樣的封閉系統中要省錢得多，但野生水藻迅速入侵這些露天池塘，把科學家選出的特種水藻殺死。

塞爾斯找到瞭解決辦法，他用透明的大塑料袋種植水藻，既能讓充足的光線進入，又能防止其他種類的水藻入侵。他稱自己的發明是大規模水藻「反應爐」。他用兩條長350英尺(約為105米)、間隔3英尺的平行軌道固定大塑料袋，一旦水藻長成，就被送到煉油廠提取油料，然後再轉化成生物柴油。

水藻不僅能生產綠色油料，更可吸收大量二氧化碳，淨化空氣，可說是一舉兩得。美國麻省理工大學的「綠色油料公司」正在進行這方面的試驗，利用發電廠產生的二氧化碳來種植水藻。小規模的試驗發現，這是一種可行性的概念，下一步要進行大規模試驗。

N個「水藻油」問題

不過，要想進入「後石油時代」，讓「水藻油」成為暢銷產品，需要解決許多問題：水藻有許多種類，哪一種能提煉出最多油料？最好的種植方法是什麼？當水藻大規模長成後，如何有效地提取油料？問題還不止這些，索利克斯公司一直在不停地研究，也不停地進行激烈的爭論。

在生產「生物柴油」的過程中，第一步就是選擇水藻品種。種植水藻是一個非常複雜的系統，每一個「水藻生長反應爐」本身都是一個小型生物圈，就像自然生態系統一樣，每一種因素都相互依賴、相互制約，一種因素被改變，另一種因素就會出現混亂。水藻的生長速度極快，必須控制好數量，如果太多，陽光就會不夠用，造成大批死亡，而如果太少，就達不到所需要的數量。

塞爾斯認為，要解決這個問題，需要藉助計算機來控制水藻的生長速度，也就是控制營養成分。但這麼精確地控製成本，反而會減少水藻業的經濟利益，也會削弱與石油業的競爭力。

即使成功地收穫了水藻，還要面臨另一個難題，那就是如何把油提取出來。從大豆、油菜等植物中提取油用冷壓法，但水藻中沒有那麼多的纖維，不能用這種標準的榨油方法。不過，從理論上說，從水藻中提煉油，並沒有想像的那麼難，參與過ASP項目的美國科學家證實，在綠色的水藻中加入化學添加劑，就可提煉出油來，在水藻漿中加入甲醇或者乙烷是目前最好的選擇，相對來說，又有效又節省成本。但觀察家對此有一種擔心，那就是，這可能會影響土地和水的使用。

還有最後一個問題。像其他替代燃料一樣，水藻煉油業的成功與否，要依賴石油的市場價格，如果每桶石油的價格跌到20美元，那麼生物柴油工業就像無風的帆船一樣不能運行了。