一种全新的疗法,使得从水藻中制取像石油一样的燃料成为可能——
一家在美国加利福尼亚州南旧金山新办的企业——Solazyme,已经开发出了一种利用水藻将生物质转化成燃料的技术,可以制造出价格更便宜的生物质燃料,该公司最近展示了其生产的一种在柴油汽车中使用的水藻燃料。今年1月,Solazyme宜布与雪佛龙公司签订了一项开发和检验这种水藻燃料的协议。去年下半年,Solaryme从美国国家标准和技术研究所(NIST)获得了200万美元的资助,用来开发一种利用水藻作原料的石油替代品。
这种新方法是通过将水藻的遗传变异菌株进行特殊的养殖,以降低制造燃料的成本。与通常的把水藻放进池塘或封闭进暴露在太阳光下的塑料管中养殖的方法不同,Solazyme公司是在巨大的不锈钢容器中的黑暗环境里养殖这种有机物(藻类)一一用糖喂养水藻,然后把这些有机物再转化成各种油类。油提取出来后,再进一步加工成各类燃料,包括柴油和喷气燃料以及其他产品。
Solazyme公司用不同菌株的水藻生产不同种类的燃料一一一些水藻用来生产像大豆或其他油料作物生产出来的那种甘油三酯。其他的水藻则用来生产类似碳氢化合物的混合物。
Solazyme公司的方法比那些利用微生物将糖转化成燃料的方法更胜一筹。最常用的方法是利用像酵母那样的微生物使糖发酵生成乙醇;而Solazyme公司用水藻制造的油类可以用来生产比乙醇范围更宽泛的产品。
此外,当用来加工从纤维素原料如草和木屑中得到的糖类时,藻类与许多其他微生物相比具有特别的优势。尽管这些纤维素需要的能源、土地和水要比种植玉米的少(玉米是美国生物质燃料的主要原料来源),但是,当这些生物质的化学键被打断或转变成糖时,它仍然含有像木质素那样的物质,会毒害其他的微生物。在大多数其他方法中,都必须把木质素从糖中分离出来,以使微生物能保持健康状态;而水藻对木质素具有耐受性,因此可以省去这道工序,降低生产成本。
与利用藻类制造生物质燃料的其他各种方法相比,Solazyme公司的方法有很大的优点。通常的那些方法是使水藻利用阳光,通过光合作用生产出所需要的糖(水藻是在池塘或暴露在阳光下的生物反应器中生长,并制造它自己需要的糖)。而在Solazyme的方法中,研究人员将水藻置于黑暗之中而有意避开光合作用过程——与从阳光中获取能量不同,水藻是从给它们喂养的糖分中摄取能量的。
这种在黑暗中养殖水藻的方法,比利用池塘或生物反应器养殖的方法有许多优点。首先,将水藻置于黑暗之中,能使它们产生出比在阳光中更多的油。其原因在于,当它们的光合作用过程进行得不活跃时,将糖转化成油的其他代谢过程就会变得活跃起来。
同样重要的是,给水藻喂糖,可使它们在远高于从阳光中摄取能量时的浓度下生长,其部分原因是因为糖提供了一种浓缩的能量来源。在这些更高浓度环境中生长的水藻.不仅可以减少养殖水藻所需的基础设施,而且还可以更容易从中收集和提取油类,便于降低生产成本。而其他试图从藻类中制取燃料的尝试,大部分由于基建费用高而受到阻碍。
在过去的18个月中,水藻产油的产量在增长,证明Solazyme公司的生产成本具有了竞争力,该公司希望,在未来的2-3年内能在市场上出售它的燃料。