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如何選擇藻類種類,邁向綠色燃料之路

藻類是生活中常見的生物,不僅在水中非常常見,在陸域環境也是如此,只不過,陸域藻類通常較不顯眼。在應用上,藻類不僅能加工製成保健食品,還能作為生質燃料的原料。藻類生質燃料提供了許多環境效益,除了能減少二氧化碳的排放之外,能被生物降解的特性,減少了燃料燃燒時對環境所造成的影響。但因為成本高昂,是其他生質燃料的 10-1000 倍,藻類生質燃料在市場上目前仍不具競爭性。

藻類需要大量的水才能生長,為了減少生產成本,養殖藻類的水必須可以重複使用。杜克大學 Sarah Loftus 最近發表的一項研究發現,使用「再生水」的藻類生長的狀況,和先前生長於其中的藻類種類高度相關。本研究可以幫助我們透過選擇藻類的品種,生產更有競爭力的燃料。

source:Honeywell@Wikimedia

生產綠色能源

藻類可以在乾燥、鹽鹼化等不適合其他作物的土地上生長,此特性大幅減少占用種植糧食作物的土地問題。且藻類比糧食作物生長快20至30倍,使得藻類比玉米和大豆等美國目前的生質燃料主要作物更有吸引力。

藻類養殖有許多方式,其中一種較為常見的方式為跑道式養殖池(Raceway Pond):利用水車促使水在跑道式養殖池裡流動,並均勻攪拌藻類成長所需的營養物質。此養殖方式效率頗高,幾天之內,一茶匙的池水可以包含數百萬的藻類細胞。

收獲藻類時,業者會將池水引入收穫池,並添加化學物質,使藻類細胞聚集在一起以利於收集。收集到的藻類可以透過模仿石化原油的生產方式,將微藻生物置於密閉反應器中並提供高溫高壓,僅需一個小時即可產出與原油極為類似的生質原油。

再生水 V.S. 新鮮水

收集藻類後留下的水可回收至池塘再利用。如果藻類養殖場沒有將水回收,就必須花費額外的時間和金錢去處理、排放使用過的水,此外還需要泵入數百萬加侖的新水填充池塘,並添加營養物質。

回收使用過的養殖水雖然節省了水和金錢,但也帶來了其他挑戰。正如人們代謝死皮細胞、黏液和其他廢物一樣,藻類會於其生長的環境留下分泌物。研究人員發現,這些分泌物會影響後續的藻類生長。

養殖水再利用,藻類品種是關鍵

藉由分析實驗數據發現,藻類生長的成功與否,與收穫方法或生長條件(如:溫度)等無關,但是與養殖水再利用之前所種植的藻類品種有關。而來自DesmodesmusTetraselmisArthrospira 這幾個屬的藻類,往往會留下比其他品種更適合藻類生長的再生水。

儘管如此,某些藻類產生的再生水對一些藻類有利,但不適合其他藻類。研究團隊將藉由進一步的研究,以找出既能保持養殖池肥力,又能利用再生水節省成本的藻類品種。

藻類燃料的未來

除非政策出現變化,否則只有在每個生產階段皆降低成本並提高生產力的情況下,藻類才有可能成為可行的再生燃料來源。雖然藻類生物燃料的未來存在著許多不確定性,但為了地球的未來,我們必須勇敢面對這些挑戰。

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