在完善未来能源结构取得突破性的那一天, 太阳能反应器( 亦称太阳集热反应器) 将可以利用空气合成出石油; 水藻可以提供我们所需要的全部柴油??
开发可再生能源
最近几个月以来，在围绕开发汽油和柴油代用品方面进行的竞赛已开始火热起来;而在世界各地燃料实验室工作的工程师们所提出的解决方案，更像是一部科学幻想小说。以反向旋转环型反应热交换装置(Counter RotatingRing Receiver Reactor Recuperator，简称CR5)的太阳能反应器为例，这台在新墨西哥州沙漠里露面的样机，是把太阳光聚集到直径为8公尺的圆盘镜上，并通过热交换装置利用收集到的太阳能将二氧化碳分解成氧和一氧化碳。
CR5装置是由美国能源部桑迪亚国家实验室研制的。一旦这种环形集热器投入使用，热交换装置的给料(二氧化碳)可以由烧化石燃料的发电厂提供;桑迪亚实验室还希望能直接利用空气作为CR5的给料。
在寻找一种实用的可再生能源的竞赛中，能用空气作原料制造一氧化碳而不必将任何设备接入电力网格中，是一项了不起的成就(一氧化碳作为石油主要构成物质的碳氢化合物的一个重要构成部分)。利用空气制取石油?这是一个多么奇妙而有新意的创意!难怪美国政府对这一创意大力支持，尽管CR5装置在正式投入市场前，至少还得等大约20年的时间。
与此同时，世界在新能源的研发上也有新的举措，石油巨头之一的壳牌石油公司，推出了具有独创性的旨在利用绿藻(pondscum)生产生物柴油的计划。这听起来似乎天方夜谭，但“绿藻”的确已经成为未来能源圈子里的一个时髦词语。如果壳牌石油公司表明其技术确实能取代标准的柴油和现有的生物质燃料的话，水藻燃料可能不久就会在你附近的加油站里出现。
然而，用农作物作原料生产生物质燃料并非是一种新鲜事，早在100年前，亨利·福特就设计出了一种用乙醇作燃料的汽车。但由于从石油提炼出的汽油价格低廉，因而成为人们的首选。而今，由于对油井中的石油日益枯竭、气候变暖和中东地区局势不稳的恐懼而造成的石油价格飙升，近年来生物质燃料的崛起则是大势所趋的必然结果。
甚至在环境问题上拖后腿的乔治·布什总统也在2006年表示，到2025年，美国应该用生物质燃料取代75%的进口石油;英国政府也打算到2010年使生物质燃料在交通运输的燃料消耗中的比例占到5%。而目前，生物质燃料在全球交通运输的燃料消耗中只占1%，但这一比例正在快速增加。
桑迪亚国家实验室的研究员瑞奇·戴维尔( Rich Diver) 正在检查
替代能源利与弊
但在最近的几个月中，越来越多的专家对这些被称为“绿色”能源的生物质燃料的可信性提出了质疑:包括它们需要占用大量的可耕地、消耗掉大量的水源以及生产过程中的能量输入与输出之比。
在美国和巴西等一些国家，种植了大量的作物如甘蔗、玉米、油菜籽和棕榈树，用以生产生物柴油和生物乙醇以代替汽油。全球大约有1200万公顷或大约占全球耕地总面积1%的土地被用来种植生物质燃料的作物，包括森林地区和一些本来可以用来生产粮食的土地正在被蚕食，以便为种植生物质燃料作物开路。
据奥地利国际应用系统研究所测算，目前全世界可用于种植生物质燃料作物的土地面积不超过3亿公顷。但到2030年就需要2.9亿公顷的土地，只能满足届时全球能源需求的1/10。而到那时，还需要增加2亿公顷土地用来养活比现在多出的30亿人口。
其次，还需要大量的水来浇灌这些作物。据瑞典斯德哥尔摩环境研究所的科学家预测，如果到2050年将交通运输和发电需要的化石燃料的一半改用生物质燃料，每年就需要1.2万立方千米的额外用水，差不多与全世界河流的水流量相当。
还有，生产生物质燃料需要使用大量的氮肥。其中的一部分氮被转化成氮氧化物，时间长了它引起的温室效应高达二氧化碳的300倍。把这些排放因素考虑进去，科学家们指出，某些生物质燃料产生的温室气体要比被它们所取代的石油衍生物排放的温室气体还要多。例如，从油菜籽生物柴油中排放出来的氮氧化物引起的增温效应，要比用它取代化石燃料产生的效应高70%。
在这方面进行了大量研究后，使人们产生了开发真正可持续的或“第二代”生物质燃料的追求。壳牌石油公司认为，解决这一问题的答案可能在于水藻。“我想，我们应该为拥有这种技术感到振奋”，该公司燃料开发部副主任达兰·梅瑟姆(Darran Messem)说，“将石油供应与食物来源分开考虑这一点很重要。”
水藻并不是一种食物，除非你是一条金鱼，这是把它作为一种生物质燃料资源的最大优点之一。另一优点是它对土地的需求量很少，“我们估计，利用水藻而不是传统的作物，每公顷生物质燃料的产量可以提高14倍，”梅瑟姆说。水藻之所以能做到这一点，是因为它的生长速度极快，一天之内其产量可以翻几番，而且可以十分密集地生长在人造池塘内，而不会与农作物争夺土地。
一英亩玉米一年能生产1000公升乙醇燃料;而一英亩大豆只能生产227公升乙醇燃料。从理论上讲，一英亩水藻一年可以生产1.9万立升生物质燃料(这种生物每天都可以收获)。更有甚者，水藻具有一种超高效的光合作用能力，吸收二氧化碳的能力极强。这种非凡的效率也是水藻燃料能得以青睐的原因。
作为发电厂的一种副产品，水藻也能像CR5环形集热器一样，利用来自发电厂的二氧化碳作原料制造生物质燃料，可以避免大量二氧化碳排放进大气层中。壳牌石油公司称，一座占地1000公顷的水藻池一年可以吸收30万吨二氧化碳，即使将生产水藻燃料需消耗化石燃料的因素考虑进去，也相当于吸收掉70000辆中型汽车排放出的二氧化碳。
水藻能拯救世界吗?
为了验证这一数据的可信度，壳牌石油公司建在夏威夷的实验基地在2.5公顷面积的水藻养殖场展开了试验(相当于3个足球场大小，进行为期两年的生产生物柴油的计划)。“一个全规模的商用设施需要的面积要大得多，大约要20万公顷”，梅瑟姆说，“这一面积听起来似乎很大，但相对于整个农业产(尤其是在美国)而言并不算什么。”
壳牌石油公司尚未详细披露它在夏威夷的工厂是如何将水藻转变成燃料的，但大致情况可能是这样:把在夏威夷海边温暖海水中生长的天然海藻作为给料放入充满海水的水泥池中。当二氧化碳气体通过水池冒出时，添加入少量有专利权的饵料，然后将这些得到充分生长的海藻从水池中捞取出来加工成生物柴油。
水藻是最有开发前景的绿色能源之一
“我不能将这种过程解释得十分清楚，但我们研究出一种低能耗方法，它能从海藻中的脂质提取石油，然后再将它们转化成生物柴油，”梅瑟姆说。
在这一计划中，壳牌石油公司决不是孤军作战。在亚利桑那州和犹他州的沙漠中，其他机构也建造了一些小规模的实验性工厂。在那里，水藻在密封袋中或高技术太阳架(solar racks)上生长，这意味着水藻燃料生产厂不一定非要建在海边不可。
在伦敦科学博物馆内举办的一个名叫“水藻能够拯救世界吗?”的览会上，一套小型水藻燃料生产系统成为了引人注目的中心。“这一领域为世人瞩目，实际上还是近6个月以来的事情，”设在纽约的美国非粮食作物研究中心的生物燃料部主任杰拉特·埃文斯(Geraint Evans)说。
这些技术听起来像是高新技术，但从水藻中提取燃料并不是什么新鲜事情。当1970年代石油价格飙升时，美国能源部(DOE)就已经开始酝酿从水藻中提取燃料的研究，只是到了90年代，这方面的研究因油价下跌暂时被放弃。
当水藻研究重新流行起来时，埃文斯博士对其前景十分看好。“如果水藻燃料真的能表明它是可以持续发展的，那么我认为，它可能会成为一种非常有吸引力的替代能源。”
埃文斯预测，无论用CR5制造的燃料或用水藻生产的燃料来取代石油和柴油，至少还需要50年的时间。“这些东西像是一种楔形块”，他说，“我认为传统的生物柴油能满足需求的份额不会超过10%;玉米燃料可满足另一个10%;水藻燃料可以提高更多的份额。石油终将会被取代，但并不是只被一种替代能源取代。”