绿色太阳能:藻类的力量

我们脑海中都有一幅由一排排太阳能电池板组成的图像但是，能够自然获取太阳能以满足自身能源需求的藻类，能提供一种比太阳能更自然的替代能源吗?多米尼克·福特和来自斯旺西大学的鲍勃·洛维特一起研究这个问题，他们通过一个名为enalgae的欧洲项目。

多米尼克-首先鲍勃，为什么是藻类?

藻类提供了一种非常有效的方式来捕获光，并将二氧化碳转化为生物质，然后可以用多种方式来制造能源或化学品等等。与普通的绿色植物相比，它们的产量非常高，人们说它们的产量是普通植物的10倍。所以，如果你考虑一个单位面积的土地，这些生物会比普通的绿色植物产生更多的生物量。

多米尼克-那么，一旦你利用阳光种植了这么多藻类，你会怎么处理它们呢?

鲍勃:这是一个非常有趣的问题，因为你可以用它们做很多事情。你可以把它们晒干，然后燃烧，以获得热量，或者你可以把这些材料提炼成蛋白质，作为饲料，然后用它们来产生能量，或者你可以把藻类卖给鱼，作为饲料，在农业中做类似的事情。

多米尼克:我想当我想到海藻的时候，我想到的是海洋里的海藻，如果我没记错的话，几年前奥运会前中国就出现了大规模的海藻爆发。为什么要在农场种植，而不是从海里捕捞?

鲍勃:通常情况下，当你看到藻华时，首先是它们非常有害。很多错误种类的藻类含有毒素，这些毒素可以-如果你有一个水，比如一个海水淡化厂，你想把饮用水变成海水，如果你有这些藻类繁殖，它们实际上会污染水，造成真正严重的问题。同样，如果你查一下自然系统，它们是混合系统。它们基本上是自然选择的，因此，在某些条件下可能是最适合生长的，但它们不能从藻类中生产出潜在的更有价值的产品。

多米尼克:我想，任何太阳能发电计划，重要的是你收集了多少阳光。那么，我猜——你在什么地方有一个农场，有一个巨大的阳光收集区吗?

我们基本上是在所谓的光生物反应器中工作。这些都是封闭系统，而不是滚道系统这是另一种方法。基本上是大面积的水，看起来像30厘米深的运河。在这个阶段，2到3公顷的土地被用来生产藻类。我们用的是不同的光生物反应器。它们基本上就是管子。它们的运作方式更有效率，我们可以用更好的方式控制藻类，控制我们对它们的处理。跑道更容易受到污染。你可以看到一只鸭子游过海藻池的顶部等等。这意味着，就像任何其他农业过程一样，如果你受到污染，你必须控制它，所以，在一个跑道内，有许多与之相关的问题，如果你使用光生物反应器，你可以避免这些问题。

多米尼克:你一开始就说藻类比其他形式的生物燃料更有效。在这2到3公顷的土地上种植藻类和种植农作物有什么区别?

鲍勃:主要的区别是，你需要更密集地提供它们所需的营养。这意味着我们需要像发电站这样的二氧化碳来源。我们需要像磷酸盐和氨这样的营养物质，还有另一种氮源我们从污水处理系统中得到当我们清理水的时候，去除氮磷。我们能做的就是整合这些过程，有效地将这些过程中的废物结合起来，制造藻类。事实是，我们正在做的是，通过整合废物处理，同时，我们可以更好地利用营养物质等等。

多米尼克-你这是一举两得。你在处理二氧化碳的同时也从中获得了有用的能量。

鲍勃:是的。

多米尼克-你最后是如何从中获取能量的?

鲍勃:有很多方法可以做到这一点。基本上，藻类的热值大概是——我想大概是每公斤28兆焦耳——差不多。如果你燃烧废物，那就是当你燃烧藻类时，你在热量计中得到的。如果你仔细想想，这些能源是原始能源，但是你在这里做的是你可以制造碳材料来代替其他形式的能源，如果你愿意的话。如果你要制造塑料等等，你要从化石碳开始。你可以把藻类中的碳替换到那些制造过程中。所以，你可以有效地节省很多能量因为你使用的是固定在生物体内的能量来替代其他形式的能量。

多米尼克-我认为你现在得到的设施实际上是一个测试，对吗?你如何将其扩大到工业生产?

鲍勃:我们做这件事的方法是我们称之为生物精炼的方法，也就是说你不能指望从你用藻类捕获的能量中赚钱。如果你把你投入系统的能量和你从系统中得到的能量进行比较，也就是说，投入的能量是你需要的氨，你需要的泵送能量等等来移动液体，你把它和你从系统中得到的能量进行比较你会发现你大约有1.3到1.5的能量回报。换句话说，你并没有产生大量的能量过剩，但是你所做的是固定二氧化碳并从中产生化学物质，实际上很少有能量释放二氧化碳。所以，你有一种低碳的做事方式。

多米尼克:所以，你实际上是在让发电厂变得更清洁，因为它们为这个过程提供了二氧化碳。

鲍勃:没错，我们采用的另一种方法是我们采用厌氧消化器这样的东西从厌氧消化器中取出废物这可能是在热电联产系统中设置的基本上是废物，你消化它们，然后产生甲烷。然后我们可以在发动机中燃烧甲烷，然后我们可以从发动机中提取二氧化碳，并将其放入藻类生物反应器中。

同时，我们可以从厌氧消化器中提取残渣，磷酸氮残渣，我们可以把它放入反应器中，这样，你就可以从厌氧消化器中产生所有的营养物质。所以实际上，你所做的就是把很多废弃的营养物质回收到藻类中。然后我们可以提炼藻类，基本上去除蛋白质，我们可以用蛋白质制作动物饲料或其他东西，而其余的，剩下的废物可以放回消化器。

所以，你在这里所做的是你使用了大量的废物，这些废物无论如何都需要从环境中清除，当然，厌氧消化现在被视为摆脱食物垃圾的一种方式，而不是把它们放在垃圾填埋场之类的地方。所以，在厌氧消化器的末端，你需要另一种技术来吸收营养物质，然后制造新的材料，然后再回到系统中制造食物。所以，你基本上已经关闭了环境中养分流动的整个过程的循环。