本周,美国能源部公布了藻类生物燃料发展的新蓝图。美国能源部的研究人员已经抛弃了在20世纪90年代中期——在经历了近20年的研究项目之后——提出的“这类生物燃料太昂贵而不能成功地商业化”这样的观点。
绿色燃料:美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Lab)的研究人员正在研究图中位于水槽里的藻类,研究其制成生物燃料的潜力。 来源:国家可再生能源实验室,沃伦•格拉茨(Warren Gratz) |
新的发展蓝图伴随着美国能源部价值2400万美元的用于藻类生物燃料的新基金。这些钱是来自去年振兴法案(Recovery Act)的价值1.4亿美元的藻类基金外的另一笔资金。
发展蓝图的主要作者之一、能源效率和可再生能源办公室(Office of Energy Efficiency and Renewable Energy)的瓦莱丽•萨里斯基•里德(Valerie Sarisky-Reed)说,从最早的项目开始,“生物技术已经走过了很长的一段路” 。她说:“有了专门的研究和发展方案,我们可以在10年时间之内使经济得到适宜的发展。我们选择再次投资它是因为我们觉得我们离成功近在咫尺了。”
起初,美国能源部视藻类为制造生物燃料的一种方法是因为某些类型的藻类天生就能生产大量原油。如果生长在池塘或封闭的生物反应器,每英亩多产的生物体可以比其他生物燃料制造方法——比如用生物化学或热化学方法把纤维素生物质转变成燃料——生产更多的燃料。
但是,美国能源部在1996年终止的计划中发现,培育海藻,然后收获并生产原油,只能在石油高价(每桶石油在59~186美元之间)的情况下划算。而在那个时侯,原油价格低于每桶20美元。萨里斯基•里德说,目前对所要求的石油价格——使海藻在更广阔范围内具有竞争力——的估计为每桶10~100美元,有些估计甚至更高。位于马塞诸塞州坎布里奇的Flagship Ventures公司的合伙人大卫•贝里(David Berry)说,当油价高达每桶400美元时,传统的方法是{wy}的竞争对手。
发展蓝图制定了范围广泛的计划,使藻类生物燃料的生产成本下降。它确定了一系列广泛的挑战和研究目标,而不是选择最有前途的方法。萨里斯基•里德说,需要更多的研究以了解它是否是更好的,例如,在露天的池塘培育藻类,然后收获原油,或者培育经过基因改造的藻类,使其在封闭的生物反应器内不断分泌燃料。
发展蓝图还详细地说明了藻类生物燃料被认为富有挑战性的原因。例如,在露天池塘培育藻类有可能是资金成本{zd1}的选择,但是试点项目表明,极高产的菌株在这样的露天池塘很快被来自自然环境中低产的野生菌株所排挤。把藻类封闭在生物反应器有助于保护它们,但也可能导致藻类变得过热。
藻类具有吸引力的特点之一是其能在废水中生长,这可以减少水的费用,并可以把清水留着用于其他用途,比如种植粮食。但发展蓝图也指出,在实践中,与水有关的费用可能高于预期。例如,废水可能会带来可以杀死藻类的病原体,这可能需要进行昂贵的水处理过程。在露天池塘,蒸发的水需要用清水进行补充(否则随着时间的推移,污染物将变得越来越集中)。在密闭的反应器中,冷却系统也需要增加清水的需求。发展蓝图得出结论,“假如这个问题没有得到充分的解决,水就很容易变成”该技术的“绊脚石”。
由于这样那样的原因,许多投资者仍然对藻类生物燃料表示怀疑。创办Khosla Ventures公司——部分用来推进新能源公司——的创始人维诺德•科斯拉(Vinod Khosla)说:“我们已经评估了二三十个商业计划,在未来五年间,这其中似乎没有一个在藻类生产燃料经济上可行。对生物质和藻类的比较表明,藻类的成本几乎总是更高。”
然而,美国能源部的发展蓝图指出,近来,对藻类的私人投资已经先于政府投资。生物技术产业协会(Biotechnology Industry Association)估计,近年来有超过10亿美元的私人资金已投入到藻类的研发,包括来自埃克森美孚公司(ExxonMobil)的高达6亿美元的一项协议。这项投资以及美国能源部再度对藻类的兴趣,部分原因是因为生物技术的进步,这就有可能大幅度提高藻类的产量以及减少每加仑生物燃料的成本。
有一种新兴的方法是用基因工程藻类和其他光合生物来生产和不断分泌如乙醇和柴油这样的燃料,而不是传统的用藻类的方法,即生产了原油然后需要收获,并进一步提炼成燃料。贝里说,新方法可以更为经济,“产量有巨大差异。”
Flagship Ventures公司创办并资助另一家公司——朱尔生物技术公司(Joule Biotechnologies),该公司使用的是基因工程的方法。其他公司,如由生物学家克雷格•文特尔(Craig Venter)创办的并由埃克森美孚公司支持的完整基因公司(Synthetic Genomics),也正致力于关键的工程藻类研究,以增加产量。科斯拉说,使制造藻类生物燃料可行需要与传统的藻类区分开。他说:“我个人认为,除非有一种全新的方法,如克雷格•文特尔所做的那样,否则藻类很难成为有竞争力的燃料来源。”
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