日报:利用藻类生产燃料前景可期

2023-06-29 08:37  来源:参考消息网  浏览:  

据《日本经济新闻》6月15日报道,利用生物生产净零排放燃料的研究取得进展。

4月,总部位于日本川崎市的千岁实验室公司在马来西亚设立全球规模最大的藻类培养设施,利用二氧化碳生产燃料原料。该公司的目标是,未来将生产成本控制在能与化石燃料竞争的水平。

为实现脱碳,以电动化难度较大的飞机为主,各领域对净零排放燃料的需求不断增长。可持续航空燃料(SAF)目前主要是利用废弃食用油生产的。鉴于废弃食用油供应量有限,有必要向其他燃料转型。如果可以降低成本,则利用藻类生产燃料的做法较有发展前景。

在马来西亚沙捞越州首府附近的火力发电站内,千岁实验室公司设立的藻类培养设施正式启动。

在约4.6公顷的区域内,密集摆放着装有培养液的透明袋,用于培养淡绿色藻类。透明聚乙烯袋的厚度约为10厘米,高度接近一米。该公司对藻类培养用袋进行了多次改良。据称,若将所有袋子横向放置,连在一起的长度约为64千米。

热带特有的强烈阳光会刺激藻类活动。被称为“衣藻”的藻类吸收二氧化碳,在通过光合作用进行代谢的过程中生成类脂质。工作人员接着从类脂质中提取脂肪酸,脂肪酸是生产油的原料。然后再对其进行精炼,用于驱动飞机和汽车等。

日本四季温差较大,藻类生长速度变化大。在高温多湿环境下,容易混入杂菌。而且,台风等自然灾害频发。而马来西亚位于赤道附近,温度变化较小,自然灾害少,适合设置藻类培养槽。

用于培养藻类的二氧化碳来自火力发电站排放的气体。工作人员培养藻类三天左右,然后提取类脂质和蛋白质等。按干燥重量计算,每年可产出350吨藻类,最多可生产8吨SAF。

传统做法是在户外大型水池内培养藻类。问题是容易混入杂菌等。建设大型水池的成本也较高。千岁实验室公司使用的是价格低廉的聚乙烯袋,可以轻松开展大规模生产。该公司的目标是,自2027年起动工建设规模达2000公顷的培养设施,是现有规模的约400倍。随着生产规模扩大,将来利用藻类生产生物燃料的成本将降至每升约3美元。该公司首席执行官藤田朋宏表示:“希望进一步降低设施建设成本和藻类培养成本。”

利特尔日本公司的浜田研一表示:“如果能实现将成本降至每升约3美元的目标,则可以与包括化石燃料在内的其他燃料竞争。”

日本政府提出了2030年生产成本降至每升约100日元(约合0.7美元)的目标。为进一步降低成本,有必要进行技术革新。

让藻类干燥、将油分离出来,需要耗费很多时间和劳力,这是成本较高的主要原因。大成建设公司和埼玉大学等开发出了不在体内储油而是将之排出体外的藻类。由此可以省去藻类干燥和油类分离工序,而这一工序需要消耗大量能源。

油的回收变得更加简便,藻类也可以继续生存下去。

许多企业对藻类寄予厚望。千岁实验室公司主导的藻类利用项目名为MATSURI,ENEOS、三井化学和资生堂等企业参与了这一项目。

在海外,有些公司也开始在类似工厂的环境里稳定培养产油藻类。德国费斯托有限公司等推出了“仿生细胞工厂”。这是一种在鲜少接触外界空气的透明管内培养藻类的装置。

该装置从空气中吸收二氧化碳,将之浓缩后提供给藻类,还能自动管理温度,提供磷和氮等营养成分。它还会记录藻类的大小和数量,掌握生长情况。后期油的精炼工艺使用的是生物酶。

有望实现净零排放的燃料有很多种,但各有长处和短板,尚无法确定最佳选项。至于利用玉米等谷物生产燃料,虽然相关技术已经确立,但受粮食行情等因素影响,成本不稳定。

适合耕种的土地有限。如果扩大耕地面积,可能引发森林砍伐等问题,给环境造成影响。

欧洲等地则在大力推进对餐饮店和食品厂等产生的废弃食用油加以利用。芬兰耐思特公司在新加坡建厂,可利用废弃食用油等生产多达100万吨的SAF。不过,废弃食用油供应量有限,无法完全满足需求。

还有一种方法是,通过分解木材和农作物残余物所含纤维素来生产燃料。该方法尚未成功实现批量生产,大规模收集残余物等的方法尚未确立,并没有真正进入实用化阶段。

利用沙漠等农作物无法生长的地方来培养藻类令人倍感期待。另一方面,也曾出现因无法确立批量生产技术而陷入僵局的情况。美国埃克森美孚公司曾出资支持初创企业维里多斯公司,但后来退出了该项目。

虽然现阶段全球SAF产量较少,但据预测,到2030年其产量将增至230亿升,2050年将扩大至4490亿升。难以利用一种原料生产全部SAF,有必要开展更广泛的研发活动。

燃料 
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