共址可能使藻類生物燃料價格可負擔

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聖地亞哥—研究人員正在繼續開發藻類菌株,這些菌株可產生更大體積的油性化合物,這些化合物可以加工成生物燃料。但是,隨著越來越多的新興和成熟公司研究如何將實驗室工藝擴大到商業規模,科學家和工程師似乎發現獨立運營可能在經濟上不可行。將藻類養殖場與其他工業設施共址可能是使藻類生物燃料盈利的一種策略。

典型的藻類菌株利用陽光和水將二氧化碳轉化為脂質。氮和磷等營養物質可以促進生產,具體取決於工藝。在原型規模上,供應“投入物”不是問題,但在工業規模上,將需要大量投入物。在許多地方,二氧化碳和其他營養物質的充足來源不易獲得,即使在有來源的地方,以市場價格購買也可能使藻類生物燃料過於昂貴。

答案是什麼?將其他行業的廢物轉化為這個新興行業的資源,同時幫助解決廢物問題。在沒有意識到或意識到這一點的情況下,在今天在此地閉幕的美國科學促進會年會上發言的各位科學家都在提倡這樣一種觀念,即藻類運營應位於可以供應一種或多種營養物流的行業附近。


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例如,藻類生產設施可以位於燃煤發電廠附近,這些發電廠恰好面臨著越來越大的壓力和監管,需要減少二氧化碳排放。與其花錢將碳封存起來,例如,在地下,為什麼不將其廉價出售給鄰近的藻類設施呢?事實上,以色列特拉維夫的Seambiotic藻類工廠正在利用隔壁燃煤電廠的煙道氣。

同樣,藻類生產商可以靠近市政汙水處理廠。“淨化”後的水通常排放到河流或其他水體中,通常對環境是安全的,但通常仍然含有過多的氮或磷,不適合人類食用。然而,藻類卻在這些化合物上茁壯成長,而以肥料形式購買它們的替代方案會留下巨大的環境足跡。當然,藻類生產本身也需要水。德克薩斯州奧斯汀的Sunrise Ridge Algae運營的一家試驗工廠正在從那裡的Hornsby Bend汙水處理廠引入這種資源。Sunrise曾希望也可以從廢水中提取足夠的二氧化碳,但來自Hornsby厭氧消化池的流量不穩定,這並不奇怪,因為該系統本身就不是為了供應二氧化碳而建造的。

Sunrise執行長諾姆·惠頓指出,這些整合概念可以進一步擴充套件。當收穫藻類以獲取其脂質時,剩餘的植物物質可以加工成動物飼料,或轉化為他稱之為生物油漿的糖漿狀液體,這種液體可以像石油一樣燃燒,從而提高藻類生物燃料工廠的經濟效益。惠頓還指出,水泥廠產生大量的二氧化碳——每生產一噸水泥約產生一噸二氧化碳——這可能是藻類植物的營養物流。水泥廠或發電廠的廢熱可用於加熱藻類池塘、袋子或管道,以加速生長。惠頓指出,將所有這些點連線起來,德克薩斯州的35號公路沿線有許多水泥廠,可以提供二氧化碳和廢熱,並且也是煉油廠的所在地,可以加工生物油漿。

這種組合是否會使藻類生物燃料在商業上具有競爭力還有待觀察,但共址似乎將是使大型產業成為可能的重要因素。

瓶裝藻類照片來自iStockPhoto/Rob Broek

Mark Fischetti has been a senior editor at 大眾科學 for 17 years and has covered sustainability issues, including climate, weather, environment, energy, food, water, biodiversity, population, and more. He assigns and edits feature articles, commentaries and news by journalists and scientists and also writes in those formats. He edits History, the magazine's department looking at science advances throughout time. He was founding managing editor of two spinoff magazines: 大眾科學 Mind and 大眾科學 Earth 3.0. His 2001 freelance article for the magazine, "Drowning New Orleans," predicted the widespread disaster that a storm like Hurricane Katrina would impose on the city. His video What Happens to Your Body after You Die?, has more than 12 million views on YouTube. Fischetti has written freelance articles for the New York Times, Sports Illustrated, Smithsonian, Technology Review, Fast Company, and many others. He co-authored the book Weaving the Web with Tim Berners-Lee, inventor of the World Wide Web, which tells the real story of how the Web was created. He also co-authored The New Killer Diseases with microbiologist Elinor Levy. Fischetti is a former managing editor of IEEE Spectrum Magazine and of Family Business Magazine. He has a physics degree and has twice served as the Attaway Fellow in Civic Culture at Centenary College of Louisiana, which awarded him an honorary doctorate. In 2021 he received the American Geophysical Union's Robert C. Cowen Award for Sustained Achievement in Science Journalism, which celebrates a career of outstanding reporting on the Earth and space sciences. He has appeared on NBC's Meet the Press, CNN, the History Channel, NPR News and many news radio stations. Follow Fischetti on X (formerly Twitter) @markfischetti

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