章节:水生藻类生物燃料
今年1月,达菲在校友之家向几十位科学家、工程师和实业家发表讲话,讨论如何从藻类中制造生物燃料,以及如何使其有利可图。藻类生物燃料是一个研究热点。全国各地有许多正在进行的调查项目,实际上所有这些项目都是基于单一栽培——一种或另一种单一种类的藻类,有时是基因工程菌株。但 达菲我说的是完全不同的东西:利用自然生长在水道中的野生藻类制造燃料。
9月下旬,在威廉玛丽公司及其弗吉尼亚海洋科学研究所与一些合作伙伴签署了正式协议之后,该项目被称为切萨皮克藻类项目 挪威国家石油公司这家挪威能源公司已经同意向ChAP投资300万美元。其他主要合作伙伴包括威廉斯堡能源咨询公司贝莱德能源公司、马里兰大学、史密森学会、阿肯色大学和佛罗里达一家从事水处理技术的公司HydroMentia。
VIMS的Loretta和Lewis Glucksman海洋科学教授Duffy只是参与“Duffy和海洋科学教授”这一章的研究人员之一 伊丽莎白Canuel一直在河道中培育藻类 VIMS格洛斯特角校园待了几个月。
Duffy指出,与其他生物燃料方法相比,ChAP使用野生藻类具有许多优势。首先,它们会隔离而不是释放营养物质和碳。他解释说:“它们不是制造环境问题——就像我们在玉米乙醇生产中看到的那样——而是解决环境问题。”
在丹尼斯·马诺斯看来,藻类生物燃料可能是解决世界对石油需求问题的部分答案。
“我们希望帮助企业大幅减少全球每秒1000桶的石油需求,”威廉玛丽公司负责研究的副总裁马诺斯说。
ChAP与其他藻类生物燃料计划有两个不同之处。
马诺斯说:“首先,我们将与多种藻类合作,而不是专注于单一养殖,或者试图在开放水域环境中种植转基因藻类。”他解释说,采用混合培养的方法可以使藻类不易患病,而且通常更健壮。
达菲补充说:“大自然花了30亿年的时间来完善适合特定条件的藻类品种。”“我们想利用这种自然工程,这就是这个项目与其他项目不同的地方。”
另一个不同之处在于,这个过程被设计成在不与淡水供应或农业资源竞争的情况下工作。马诺斯说:“这个过程可以在微咸水、咸水甚至废水中工作。”“这是整个想法中最好的部分之一,最终,在生产负担得起的运输燃料的同时,使用野生藻类甚至可以帮助修复可能导致有害藻类大量繁殖的条件。”
ChAP将把VIMS的研究人员的工作与威廉与玛丽威廉斯堡校区的研究人员的工作结合起来。在威廉斯堡, 基因特雷西物理学与应用科学校长教授; 比尔库克物理学教授;和 罗伯特亨他是这个团队的主要成员,团队成员还包括其他教职员工。
作为石油的替代品,单个藻类基本上是由骨架或壳支撑的一袋油。不同种类的藻类在脂质含量上相当大,这本质上意味着藻类中有多少是油。Elizabeth Canuel指出,藻类的脂质含量从5%到50%不等。马诺斯说,这样一来,藻类就和玉米或土豆等不同种类的粮食作物没什么不同。
他解释说:“在爱尔兰西部的阿兰群岛生长得很好的东西,在爱达荷州的农民几乎认不出是土豆。”“同样,麦当劳也不会用秘鲁的小土豆做薯条。”农民们已经有了数千年的粮食作物种植经验,他们可以挑选出适合不同用途的品种,但对ChAP来说,学习曲线必然会更陡峭一些。
从VIMS的流道采集的早期样本显示了许多藻类物种。但这些样本主要是一种硅藻,这种藻类以其骨骼在显微镜下的对称美而闻名,但正如马诺斯所说,“作为燃料原料并不是特别出色,主要是因为它们有太多的骨骼材料。”
即使野生的、丰富的、但却很有骨气的硅藻不是理想的小油袋,它们也确实提供了一些好处:“它们以快速生长来回报你。因此,低壳脂比通常由生长速度弥补,”马诺斯说。“如果我能在你种1克高效作物的时间里,种出3克高效作物的一半,我就赢了。”
ChAP的早期工作主要集中在生长,收获和鉴定可用的藻类物种。与此同时,该小组的其他成员正在研究一些可能的生物燃料生产方案。这是一个复杂的问题,从可以作为原料的任意数量的藻类开始,到可以作为目标燃料的任意数量的藻类结束——丁醇、生物柴油、汽油添加剂,甚至是一种以藻类为基础的喷气燃料替代品。
Manos解释说:“我们的产品将主要取决于对产品的需求和我们正在使用的原料的适用性。”“还有,是否有一个过程可以从特定的原料中达到特定的目标燃料?”
Manos表示,企业合作伙伴挪威国家石油公司和贝莱德能源公司将为通过该计划开发的任何产品提供“与市场的直接联系”。
该项目是通过探索史密森学会的沃尔特·阿迪(Walter Adey)最初作为大型水族馆过滤器开发的技术而发起的。在过去的一年里,Adey一直在与William & 玛丽和VIMS的一组研究人员会面,研究如何将这一概念应用于工业规模的藻类种植的细节。一个试验站已经在VIMS运行,使用的是约克河的半咸淡水,第二个试验站计划在威廉和玛丽校区的Matoaka湖上建立。
