藻类制油：从课题到突破

欣　雯

微藻制油目前在全球更受到了顶级企业的关注，这也表明其绝非“科幻故事”。中科院副院长李静海透露，近期将完成小试研究，2015年前后实现户外中试装置研发，远期将建设万吨级工业示范装置。

藻类制油比玉米大豆更有潜力

随着全球变暖和能源紧缺加剧，全世界都在寻找可替代能源，减少对化石燃料的依赖。目前，生物柴油刚经历了一段从“广受追捧”到“广受质疑”的波折——利用玉米、大豆等提炼乙醇和生物柴油的技术，虽解决了碳排放问题，却会产生“与粮争地”的后果，“生物柴油加剧粮食危机”的提醒日益引起关注。因此，新的生物柴油来源成为全球的热门课题，国内科技界也在抓紧研发。

一般而言，科学家把玉米制油等作为生物质能利用的第一代技术，秸秆发电是第二代，而微藻制油就是第三代，其应用前景非常广阔。

如果在中国广阔的沿海和内地水域大规模种植工程高油藻类，生物柴油的生产规模可以达到数千万吨。这并非遥不可及。在科研人员的积极探索下，国内在海洋微藻制取生物柴油方面已取得可喜成果，更宏大的项目正在酝酿之中。

上海交通大学副教授、主持藻类制油研究的缪晓玲表示，藻类含有大量的生物油脂，部分品种含油达70%，而且它们的光合作用效率高，生长迅速。一年能种三季的玉米非常罕见，但藻类，10天、最多两周就可以完成一个生长周期。研究表明，每公顷土地上，玉米的年产油量只有120升，大豆稍高，为440升，而藻类可达1.5万至8万升，是玉米的数百倍。因此，如果能找到最适宜的品种，加上培育得当，藻类将是非常有潜力的生物柴油来源。

“在显微镜下，海藻就像一个油葫芦，比油菜籽、花生的含油量高7～8倍，比玉米高十几倍。”山东海洋工程研究院院长李乃胜介绍，海洋微藻制取生物柴油是目前国际新能源领域的新方向。

专家指出，中国盐碱地面积达1.5亿亩。如果用14%的盐碱地培养微藻，在技术成熟的条件下，生产的柴油量就可满足全国50%的用油需求。

中国海洋大学教授潘克厚说，微藻资源丰富，不会因收获而破坏生态系统，可大量培养而不占用耕地。另外，它的光合作用效率高，生长周期短，单位面积年产量是粮食的几十倍乃至上百倍。而且微藻脂类含量在20%至70%，是陆地植物远远达不到的，不仅可生产生物柴

油或乙醇，还有望成为生产氢气的新原料。

成套技术项目已经启动

不久前，中国科学院与中国石油化工股份有限公司联合召开了微藻生物柴油成套技术项目启动会。

会上，项目倡议人、两院院士闵恩泽指出，从微藻转化为生物柴油的过程中，微藻是基础，光反应器是转化关键，要自始至终加强战略研究。中国科学院与中国石化合作开发微藻生物柴油技术，近期要完成小试研究；2015年前后实现户外中试装置研发；远期将建设万吨级工业示范装置。

中国科学院副院长李静海强调，微藻是潜力很大的生物能源，但规模和成本是目前开发微藻的两大瓶颈问题，因此要把微藻生物柴油技术作为一项长远事业，重视方案和路线选择。

中科院与中国石化在微藻生物柴油这一前瞻性领域从一开始就以产业为导向紧密合作，为学术界与工业界的合作提供了很好的示范，具有重要意义。中科院目前正在实施太阳能行动计划，微藻生物能源是其中的重要组成部分。

中国石化总工程师曹湘洪院士指出，在项目技术经济性方面，目光要放长远，坚持长期作战。随着技术进步及环境要求提高，微藻生物柴油技术会体现出竞争力。合作双方应优势互补，争取推出高水平的科学技术成果。

专家认为，中科院与中国石化合作具备完整的产业链。双方应充分利用国家政策，争取国家支持。据悉，中国石化科技开发部、中科院高技术局和生物局联合调研后，决定共同开展微藻生物柴油技术项目合作。

微藻制油需国家立项支持

除了政府，微藻制油目前在全球更受到了顶级企业的关注，这也表明其绝非“科幻故事”。在国外，近一两年投入巨资启动研发的一长串企业名单里，包括壳牌、雪佛龙等石油巨头，以及正致力于新能源开发的比尔•盖茨。在国内，中石化与中科院高调宣布，将战略合作联手开发微藻制油。中科院副院长李静海透露，近期将完成小试研究，2015年前后实现户外中试装置研发，远期将建设万吨级工业示范装置。

美国从1976年起就启动了微藻能源研究，攻关以化石燃料产生的废气生产高含脂微藻。这一计划虽然因经费精简、藻类制油成本过高于1996年终止，但美国科学家已经培育出了富油的工程小环藻。这种藻类在实验室条件下的脂质含量可达到60%以上(比自然状态下微藻的脂质含量提高了3～12倍)，户外生产也可增加到40%以上，为后来的研究提供了坚实基础。

2006年，美国两家企业建立了可与1040兆瓦电厂烟道气相连接的商业化系统，成功地利用烟道气中的二氧化碳进行大规模光合成培养微藻，并将微藻转化为生物“原油”。2007年，美国宣布由国家能源局支持的微型曼哈顿计划，计划在2010年实现微藻制备生物柴油工业化，各项技术研发全面提速。

2007年，以色列一家公司对外展示了利用海藻吸收二氧化碳，将太阳能转化为生物质能的技术，每5千克藻类可生产1升燃料。

此外，在微藻制乙醇方面，美国已开发出利用微藻替代糖来发酵生产乙醇的专利；日本两家公司联合开发出了利用微藻将二氧化碳转换成燃料乙醇的新技术，计划在2010年研制出有关设备，并投入工业化生产。

鉴于微藻的重要能源价值以及世界各国对能源微藻研究不断深入，有专家建议，中国应立即启动微藻产乙醇、产油技术的研究，对微藻产氢也要注意动态跟踪，作好长远规划。

中国在能源微藻基础研究方面拥有很强的研发力量，众多高校和科研院所承担了多项国家及省部级微藻分类、育种和保存技术研究，拥有一大批淡水和海水微藻种质资源。目前中国在微藻大规模养殖方面已走在世界前列。

专家建议，利用微藻制取生物柴油，具有重要的政治、经济、科学意义，国家对此应加大科技支持力度，使之上升为国家项目。微藻制油需要国家立项支持，科技部、发改委、财政部、能源局等部委在科技立项时，要向微藻制油倾斜，鼓励相关企业开发微藻制油自动化设备，大力促进微藻制油产业化。（欣 雯）