海裡種出輕原油 藻到新希望

記者 王永和 整理報導 |2008.06.06
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龍鬚菜是台灣海邊常見的紅藻,除了可供食用,目前也被農委會水試所選定實驗生產生質酒精,且已有初步成果。本報資料照片
 
油價貴到讓你受不了了嗎?貴還不打緊,預估地球的石油將在數十年內被榨乾,迫使全球科學家加緊腳步尋找替代能源,種植農作物提煉生質能源便是其中重要的一環。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,製造與分銷過程也須消耗更多能源。

於是,科學家把腦筋動到海底,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至8%,高於陸生植物的1.8-2.2%,此意味著藻類能更有效率的吸收二氧化碳。藻類吃進二氧化碳並快速分解,轉換成油脂、蛋白質、醣類與其他養分,最後只排出氧氣,除了效率高,更具環保意義。

綠色原油 不壓縮糧食種植

美國加州聖地牙哥的藍寶石能源公司表示,該公司利用海藻加上陽光、二氧化碳和非飲用水,成功製成與輕原油相同的譗綠色原油豃,沒有其他生質能源影響糧食生產的問題,生產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,可望比其他生質燃料進一步紓緩溫室氣體排放問題。

首批譗綠色原油豃預計3年內推出,5年內全面上市,但業者拒絕透露生產過程的詳情,也不肯預測售價,只表示價錢可以與其他能源產品競爭,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、運輸及使用譗綠色原油豃及其提煉品。

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場與實驗室,積極發展生物燃油。該公司表示,如果未來將海藻所含的植物油轉化成生質柴油的條件成熟,將在夏威夷建立全面生產生質柴油工廠。

掛著曬太陽 就能煉出油來

海藻種類繁多,有高達數層樓高的譗巨藻豃,也有無法以肉眼看見的譗微藻豃。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,成為製造生質柴油的理想物種,也可有效解決需要大片能源作物耕地的問題,生產成本也較陸地能源作物為低。

藻類生質油研發者格蘭克茲說:譗讓藻類掛著曬太陽,就能吸收足夠太陽能,透過光合作用就能提煉出油來。豃他說,若相當於新墨西哥州10分之1的藻類提煉出的生質柴油,可供應全美國交通運輸。

海藻煉油 比玉米經濟3萬倍

藻類生長速度快,提煉出的生質柴油更是可觀,每年每英畝可提煉出10萬加侖的生質柴油,遠比玉米生質油產量多出3萬倍以上,不但更環保,也更符合經濟效益。

利用海藻製造石油並不是新構想,1970年代能源危機爆發時,美國能源局曾嘗試以微藻提煉生質柴油,有些微藻乾重含有60%三酸甘油脂,其成分與陸生油脂作物的成分相同。歷經多年研究,篩選出300種適合提煉生質柴油的微藻,其中以綠藻及矽藻為主。但因生產成本高於石油,加上當時美國政府集中預算在生質酒精的開發,而於1998年中止 。

吸收工廠CO2 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。

要從發電廠大量回收二氧化碳,藻類生質柴油是少數幾種方法之一。透過這種技術,供電設備產業面對的排碳問題,以及交通石油工業尋覓的清淨提煉替代技術,同時得到了解答。

依據美國能源部的構想,是在發電廠周圍設置占地數頃的大型藻類養殖槽。整個系統會將發電廠排放的氣體導入槽中,回收燃燒化石燃料產生的二氧化碳廢氣。

以色列也利用發電廠排放的二氧化碳,冷卻後釋放到養殖海藻的池塘裡。經過培養,海藻長勢快速,產量大大提高,為以海藻生產生質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殖成本降低約一半。

以色列學家貝爾金博士表示,將發電廠廢氣導引到海水中,再投入肥料到海水裡,讓海藻大量生產,每1公斤的海藻約可生產出250公克的植物油,再轉換為生質柴油。他說,若美國將發電廠排放的二氧化碳5分之1導入海水,並在海水中養殖海藻,生產出來的生質柴油約可減少美國5分之1的進口石化原料。

沙漠鹹水池 也可大量培養

藻類可以自然生長於河川、海岸及紅樹林沼澤,也可以生長在廢水處理池或商業養殖槽中,目前的技術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,有很多不宜農耕或飲用的鹹水,反而特別適合藻類生長。比起淡水,藻類在高鹽分的鹹水中生長更迅速,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鹹水池,大量培養藻類來生產生質柴油。研究結果,20萬公頃面積的沙漠所擁有的鹹水池,可產出2830萬公噸的生質柴油。藻類更可利用廢水、動物排泄物為營養來源,有助於改善水質並可製成肥料。

澳洲科學家也發現一種稱為譗葡萄藻豃的綠藻,可做為碳水化合物的來源。譗葡萄藻豃本身75%是天然碳水化合物,且適於存活在鹹水中,缺點是,譗葡萄藻豃每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。

台灣急追 藻類變酒精

台灣受南、北洋流衝擊,海洋生物資源豐富,因此開發海藻作為生質能來源具有相當潛力。

原子能委員會核能研究所在海藻生質能源的研究與推廣計畫已具規模,除了核研所自行獨立進行之相關研究外,與大專院校等單位合作執行之計畫,包括大型海藻石蓴之養殖技術,規畫開發海洋農場生產藻類,並利用基因工程技術,將海藻轉化成可發酵性單醣,供應產製生質酒精之需求。

另外,農委會水產試驗所也選定龍鬚菜(紅藻)、馬尾藻(褐藻)兩種大型海藻,投入海藻生質酒精研發,水試所已成功從龍鬚菜提煉酒精,現正逐步改善酒精轉化效率。

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