青能所與美國波音公司研發(fā)中心共同簽署了《關(guān)于推進(jìn)藻類可持續(xù)航空生物燃料合作備忘錄》，他們將在青島組建可持續(xù)航空生物燃料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，將“微藻變柴油”這一能源技術(shù)大規(guī)模研發(fā)。
波音與中科院青島生物能源所組建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室
■創(chuàng)新 綠色微藻成航空燃料
5月27日，記者采訪到了青能所所長助理呂雪峰研究員。他告訴記者，近年來，航空燃油價格的波動、上漲與碳總量排放限額是航空業(yè)面臨的兩大問題，而藻類可持續(xù)航空生物燃料對于解決上述兩大問題具有極大潛力。
“微藻能源技術(shù)是一種利用微藻光合作用，將太陽能和二氧化碳轉(zhuǎn)化為能源產(chǎn)品的新型生物能源技術(shù)。如果發(fā)展好了 ，不僅可以增加能源供給、保障能源安全，還可以減排二氧化碳，并實(shí)現(xiàn)環(huán)境污水的治理。”呂雪峰告訴記者，青能所與美國波音公司合作推進(jìn)的藻類可持續(xù)航空生物燃料是一項(xiàng)“以藻類為生物資源獲得微藻油，再經(jīng)過化學(xué)催化、轉(zhuǎn)化成為航空油”的*。這將加快藻類可持續(xù)航空生物燃料生產(chǎn)在中美兩國和范圍的實(shí)施和擴(kuò)大。
■優(yōu)勢 含油量是大豆的3倍
微藻含油量有多少？和大豆、花生、菜籽等生物能源比有什么優(yōu)勢？對此，青能所研究員劉天中告訴記者，微藻煉油的優(yōu)勢很多，微藻從出生到可制油只需要兩周左右，而油料作物要幾個月。干藻含油量達(dá)百分之五六十，是大豆的幾倍。而且，微藻制取燃油不會引起“與人搶糧。”
劉天中說，一般大豆的含油量在20%左右，花生油、芝麻等在40%左右，而微藻的含油量zui高能達(dá)到60%，至少是大豆的3倍。一般種一畝大豆一年下來zui多產(chǎn)油300公斤，而一畝藻類至少能產(chǎn)2到3噸藻油。此外，微藻煉油還能固廢減排，如可以用廢水、廢氣養(yǎng)殖等。
記者看到，微藻煉油的過程要經(jīng)過這樣幾個步驟：藻種規(guī)模培養(yǎng)，然后進(jìn)行細(xì)胞采收，再進(jìn)行油脂提取，然后把提取出的藻油進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化，zui終變成生物柴油和航空燃油。令人稱奇的是，經(jīng)過這些程序，藻油搖身一變，zui后的模樣和大豆油、花生油看起來差不多。
■前景 10年后將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化
“目前的瓶頸在于大規(guī)模微藻生物量的獲得和大幅度降低生產(chǎn)成本。雖然目前微藻生物柴油的生產(chǎn)成本是石化柴油的幾倍甚至幾十倍，但技術(shù)進(jìn)步會大大降低其成本，再加上油價的上漲，綜合利用與減排效益，其綜合成本一定可以實(shí)現(xiàn)與石化柴油相競爭。預(yù)計(jì)5年左右可以實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的重大突破，形成幾千噸至萬噸級的規(guī)模性示范，10年左右可以形成產(chǎn)業(yè)化。”劉天中說。
記者采訪了解到，青能所已經(jīng)通過“創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)合作伙伴計(jì)劃”等人才項(xiàng)目，在微藻生物能源領(lǐng)域聚集了一批*的科研人員；同時與美國波音公司、英荷殼牌集團(tuán)等國內(nèi)外機(jī)構(gòu)合作，建立了國內(nèi)布局zui完整的生物能源領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)體系，并已通過獲得內(nèi)類科研經(jīng)費(fèi)資助近3400萬元。下一步，研究所計(jì)劃到2015年建設(shè)1座中國zui大的微藻生物柴油產(chǎn)業(yè)化示范系統(tǒng)，并將研究所乃至青島地區(qū)建設(shè)成為國內(nèi)的能源微藻研究與應(yīng)用示范基地。
百名專家研究了兩年
“我們所里的100余名研究員用了兩年時間進(jìn)行研究。”劉天中表示，青能所已建立了國內(nèi)布局zui完整的微藻生物能源關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)體系，取得了一批具有國內(nèi)水平的研究成果，包括：篩選了產(chǎn)油微藻藻株100余株，其中2株具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景；開發(fā)了、低成本、可規(guī)模化的微藻高密度培養(yǎng)工藝，微藻產(chǎn)率和培養(yǎng)密度較傳統(tǒng)培養(yǎng)工藝系統(tǒng)分別提高了1.5倍和2.5倍。
“以前從微藻中提油，要先把微藻細(xì)胞干燥，然后再用溶劑萃取其中的油。這個過程中的能耗，幾乎等于提出的微藻能源產(chǎn)生的能量。而現(xiàn)在有了新的技術(shù)，我們已經(jīng)可以不需對藻細(xì)胞進(jìn)行干燥，直接從濕的顯微鏡中取油，大大降低能耗與成本。”劉天中說。利用廢水就能養(yǎng)微藻
在中科院青島生物能源與過程研究所有一套裝置在陽光下運(yùn)轉(zhuǎn)著，這就是微藻培養(yǎng)系統(tǒng)。
劉天中研究員介紹，藻類培養(yǎng)一般有兩種方式，一種是用密閉式光反應(yīng)器，特點(diǎn)是里面的藻細(xì)胞生長快濃度高，缺點(diǎn)是設(shè)備與運(yùn)行維持成本高。另一種是跑道式培養(yǎng)池，設(shè)備造價低，但培養(yǎng)的微藻密度低、速度慢。
現(xiàn)在他們把這兩種方式“雜交”結(jié)合起來，形成一種藕聯(lián)型微藻培養(yǎng)反應(yīng)系統(tǒng)，結(jié)果成本降低三四倍，而微藻細(xì)胞的生長速度和培養(yǎng)密度都比跑道式培養(yǎng)池提高了兩三倍以上。
每生產(chǎn)一噸微藻生物質(zhì)，可以吸收2噸二氧化碳，并放出1.5噸氧氣，微藻既可以用海水也可以用生活廢水培養(yǎng)，環(huán)保節(jié)能前景廣闊。
從出生到制油只需兩周
所謂微藻，是指一些需借助顯微鏡才能觀察到的單細(xì)胞、群體或絲狀的藻類，綠藻 、小球藻 、螺旋藻等都屬于“微藻家族”。微藻從出生到可以制油只需兩周左右時間，而油料作物要幾個月。
“微藻產(chǎn)油一點(diǎn)都不奇怪，石油本身就是億萬年前滄海變桑田過程中由深埋在地球內(nèi)的微藻轉(zhuǎn)變形成的。”中科院海洋研究所微藻專家劉建國研究員說。
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