來自池塘浮渣的能量:藻類生物燃料

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在關於替代能源和燃料的討論中,藻類已經開始在眾所周知的原料池中嶄露頭角。藻類,這些綠色小傢伙負責從使您的 Dairy Queen Blizzard 固體化到形成我們當前化石燃料的基礎,正受到一些國家頂級研究人員和決策者的長期而深入的關注,作為下一代生物燃料的來源。

生物燃料已經大量生產。在美國,玉米被用來每年生產數千萬加侖的乙醇。生物柴油的產量較小,可以用從廢食用油到大豆和熱帶植物的各種物質生產。

不幸的是,玉米乙醇和陸地植物基生物柴油麵臨著重大的環境和社會困境。依賴糧食作物作為燃料給世界各地依賴玉米等基本主糧的人口帶來了問題。熱帶氣候地區的森林砍伐現象十分猖獗,因為森林被砍伐以適應油料作物的生產。而且,所有這些作物都需要大量的土地和水。


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藻類登場。

這個想法是藻類可以避免我們當前生物燃料來源面臨的一些問題。正如在全國各地的後院游泳池中生長的藻類所證明的那樣,藻類不是最挑剔的生物;藻類主要需要陽光、二氧化碳和水才能生長。二氧化碳可以來自發電廠和工業排放源,這不僅可以加快生長速度,還可以讓化石燃料產生的二氧化碳在排放到大氣之前被回收利用。與陸地作物(如玉米)不同,藻類可以利用廢水進行生長,從而減少對稀缺水資源的需求。

最重要的是,藻類會產生有用的化合物,這些化合物可以轉化為燃料和我們社會迫切需要的化學品。合成汽油和柴油、航空燃料、乙醇和生物柴油都可以從藻類生物質和脂質的不同部分生產出來,而一些藻類菌株已被證明可以產生氫氣。

儘管藻類很有吸引力,但我們還需要一段時間才能用藻類燃料加滿油箱:最近發表在《科學》雜誌上的一篇文章詳細介紹了推進藻類生物燃料生產所需的研究。簡而言之,研究人員和工程師需要更多地瞭解該過程的每個階段,從種植哪種藻類到確切的生長條件和生產過程。

藻類生物燃料科學的現狀正在迅速成熟,但仍處於非常早期的階段。藻類生物燃料的生產與多年前現代農業的開端非常相似。如果你今天讓一位農民種植作物,他會確切地知道要播種什麼種子、輪作和養分需求。如果你今天讓某人種植藻類用於生物燃料,你得到的答案將和藻類物種一樣多。

不過,未來是光明的。隨著研究的進展,我們的能源未來可能會一片光明綠色。

參考文獻

Pienkos, P. (2009). 微藻衍生生物燃料的希望和挑戰。生物燃料和生物產品 3 (4). doi: 10.1002/bbb.159

Schenk, P. (2008). 第二代生物燃料:用於生物柴油生產的高效微藻。生物能源研究 1:20-43. doi: 10.1007/s12155-008-9008-8

圖片:www.algomed.de

關於作者:大衛·沃根是德克薩斯大學奧斯汀分校機械工程和公共事務雙學位研究生。大衛的工作包括整合工程、生物和政策學科,以評估德克薩斯州先進生物燃料的生產。大衛於 2006 年 12 月在德克薩斯大學奧斯汀分校獲得機械工程學士學位。大衛曾在國家儀器公司和白宮環境質量委員會能源與氣候變化團隊工作。大衛目前是韋伯能源集團的研究生研究員,並在他的能源和可持續發展部落格 The Daily Wogan 上寫作。

 

所表達的觀點是作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。

David Wogan is an engineer and policy researcher who writes about energy, technology, and policy.

David's academic and professional background includes a unique blend of technology and policy in the field of energy systems. Most recently, David worked at Austin Energy, a Texas municipal utility, implementing a Department of Energy stimulus grant related to energy efficiency. Previously, David was a member of the Energy & Climate Change team at the White House Council on Environmental Quality for the Obama Administration.

David holds two Master's degrees from The University of Texas at Austin in Mechanical Engineering and Public Affairs. While at UT, David was a researcher in the Webber Energy Group, where his research focused on advanced biofuel production to offset petroleum use in the transportation sector. David holds a Bachelor's of Science degree in Mechanical Engineering from The University of Texas at Austin, where he researched nuclear non-proliferation measurement technology.

David is a 2013 Aspen Institute Journalism Scholar, joining a select group of journalists from Slate, ABC News, and The New York Times.

David lives in Austin, Texas. Follow along on Twitter or email him at david.wogan@me.com.

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