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无需后处理即可直接用作燃料

　　另外，通过藻类获得的燃料，其质量还有望超过由高等植物获得的燃料。通过高等植物制造出的燃料为淀粉、油脂及纤维素等多种物质。但是，除了油脂之外，其他物质都不能直接形成燃料，需要进行发酵等处理制成乙醇，工序颇为复杂（图4）。这一过程不仅会使获得的能源有所减少，而且还要投入设备成本。



　　而藻类可直接生成油脂。准确的说，在能够生成油脂的藻类中，可供选择的就是微细绿藻及葡萄藻。由于本身已经是油脂，因此通过最小限度的工序即可制成燃料，省去了发酵等麻烦。

　　在微细绿藻和葡萄藻中，构成油脂的分子不含氧元素（O）或含量极少。高等植物形成的油脂准确地说并不是油脂，而是统称为生物柴油燃料的物质，在碳元素（C）排列中含有氧元素。这些氧元素可在长期内引起发动机受损，以及在固化温度高的实用区域出现凝固等问题。这就是现在轻油只能按几个百分点混合生物柴油燃料的原因。

　　目前被看好的微细绿藻和葡萄藻各具特点。微细绿藻可生成相当于轻油的油脂，而葡萄藻可生成相当于重油的油脂。要说缺点的话，只是微细绿藻的外壳坚硬，油脂难以提取，而葡萄藻则需要花时间进行培养。

　　微细绿藻具有在氮元素（N）不足的环境中会大量形成油脂的特点。可形成约为干燥重量30％的油脂。估计这是藻类在氮元素这一重要营养不足，生存受到威胁时，“作为一种防卫反应进入了休眠状态，并在其间存储油脂作为苏醒时使用的能量的结果”（庆应义塾大学{jd0}生命科学研究所研究员伊藤卓朗）。由于生成油脂时微细绿藻的生长、繁殖也会停止，因此实际上要分为充分供给氮元素使其生长、繁殖的阶段，以及停止氮元素的供给使其生成油脂的阶段。

　　微细绿藻增殖迅速。8～9小时内细胞数量即可达到2倍。但葡萄藻只有其几分之一。由于是几何倍增，因此两者差距巨大。

　　而葡萄藻则具有可在自已细胞的外侧生成油脂的特点（图5）。在“收获”油脂时可将油脂与细胞分离，只提取油脂。可获得为干燥重量20～75％的油脂。而且，分离后的细胞还可复原，循环使用，继续生成油脂。

　　无论是普通藻类，还是高等植物，在收获时一般都要杀死其个体。这样的话，此前在繁殖、生长过程中用掉的能源就会被浪费。而且在处理藻类“尸体”时，还要投入能源和劳力。而如果能够循环再利用的话，就不会出现这种浪费。这就是将藻类当“肉牛”饲养与当“奶牛”饲养的不同。



成本仍然较高

　　筑波大学对两种藻类的能源收支进行了推算，估计能源投入的回收时间（能源回收期，Energy Payback Time）为0.19年。而风力发电为0.2～2.0年，住宅用太阳能发电为20年以上，因此利用藻类的手段十分实用。

　　但问题并不在于能源，而在于金钱收支。利用日本国内的30万公顷弃耕地培育葡萄藻，制造生物柴油燃料时，售价为155日元/L。而油菜籽为500日元/L，油棕榈为714日元/L，因此藻类在生物燃料方面已具备竞争力。不过，以废食用油为原料的生物柴油燃料为72～87日元/L，更具优势。但这一数值是以志愿者提供废食用油，不花费回收费用为前提计算成本而来的。

　　所以，如果不与化石燃料对比的话，藻类生物燃料就不能充分体现其存在价值。通过化石燃料制造的柴油燃料，其售价只有110日元/L多一些，因此藻类生物燃料还需要降低这只差一步之遥的成本。据电装推算，生物燃料的具体成本从大到小依次为折旧、人工费、提取、收获、培养。人工费具体而言依次为油脂提取、收获、培养（图6）。

　　藻类生物燃料虽说单独来看的话价格竞争力略显不足，但是还可考虑以副产品等其他手段来平衡收支的方法。

　　其中一个方法是使其兼具CO₂吸收装置的用途。也就是用其对发电站及炼铁厂商等排放的CO₂进行光合处理。这样，便可通过排放权交易获得收入，从而降低燃料成本。

　　电装认为倒不如将重点放在这一方面，“决定在将藻类制成燃料之前，先以吸收、固定CO₂为目的”（电装基本研究所第8研究室室长渥美欣也）。而对于汽车用燃料，该公司则定位于“可作为长期目标”这一次要位置。



　　另外，在吸收CO₂的使用方法上也可充分发挥本身为藻类这一优点。如果利用高等植物来吸收CO₂的话，如何使CO₂到达叶绿素是一个大问题。为了将CO₂输送到叶子附近而铺设管道是几乎不可能的事情。虽然也可进行温室栽培，在温室中充满CO₂，但是利用温室栽培甘蔗和玉米的情况并不多，在这种情况下投入CO₂吸收专用设备的话并不划算。而藻类不同，利用向水中吹送的方式，CO₂便可到达细胞。

　　除了排放权以外，还有其他收入途径。比如，使用排污水中的有机物来培育藻类，收取污水处理费。

　　而反过来说，还可考虑出售在藻类培育过程中产生的物质。如果能够从藻类中提取部分成分，获得医药及保健食品等高附加值产品的话，即使降低燃料价格也可确保盈利。电装将MicroAlgae吸引到了共同开发成员中，该公司原本就是营养补充剂的产销公司，拥有这方面的技术经验。（未完待续，记者：浜田基彦）

■日文原文：最強のバイオ燃料、「藻」

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