藻类一小时转化成原油

作者:浮夸的晓编 分类:探索 发布于:2013-12-19
  也许在未来的某一天,飞机、货车和小轿车都会用类似塘泥的物质来驱动加速。一项新的技术称,在不到一个小时的时间内,浓缩的藻类黏液就可以转化成生物原油。这种黏液由水和藻类组成,后者的重量占总重的10%到20%。

  在转化的时候,黏液被连续输送进一个高科技压力锅,锅内的温度大约为350摄氏度,压强达到近204个标准大气压。高温高压可以使混合物保持液态。

  美国国家能源部西北太平洋国家实验室的研究员Douglas Elliott说,在压力锅内,一些“其他人还没有掌握的技术”将会使植物中脂类与其他矿物质,如水中的磷等分离出来。

  一个小时之后,在重力作用下,原油与水完全分离,并流向另一端。Douglas Elliott说:“我们可以对这些原油进行纯化,制成液态烃,并最终取代汽油、柴油和喷气燃料等石油制品。”未来的水处理步骤甚至可以从剩下的植物原料中回收甲烷——本质上就是天然气。另一方面,分离之后留下的富含氮的水,以及回收的磷等矿物质,都可以用来生产更多的藻类。

  Douglas Elliott及其同事有关处理过程的论文已经被《藻类研究》(Algal Research)杂志接收。总部位于犹他州的生物燃料公司Genifuel集团也已经获得该技术的许可,正在与工业伙伴合作建立一个试验工厂。

  重新启用的技术

  Douglas Elliott及其同事用来生产生物原油的技术被称为“水热液化技术”,在20世纪70年代,该技术一度非常前沿。不过,后来研究者们的兴趣逐渐转到培养高脂类含量的藻株上,这一技术便遇到了冷落。

  为了从这些产量较高的藻类中获得原油,需要先对藻类进行干燥,然后进行提取。提取的过程耗能很高,因而十分昂贵。水热液化技术“具有能完全利用整个藻体的优点,因此具有显著的优势,因为不再需要单纯追求脂类含量的积累,或脂类的提取了,”伦敦咨询公司FTI Counslting的能源分析师Aris Karcanias说,“此外,也不再需要为藻类干燥耗费大量能源了。”

  尽管有这些优势,但Douglas Elliott解释说,直到现在,该技术的大部分演示都是在实验室内的间歇式反应器中完成的。这就意味着,研究团队每次只能获得一批原油。除此之外,他们还要用化学溶剂将水与油分离。利用论文中所描述的连续过程,Elliott说:“我们发现,如果控制得当的话,我们就不再需要这些化学步骤了。”

  前方的挑战

  据Douglas Elliott介绍,藻类生物能源要想在全球能源市场中占有一席之地的话,就必须具备高效的藻体生产能力,从而保证有足够的原料用于转化成生物燃料。另一方面,从藻类中提取的原油在使用上也有一些监管的障碍,在是否允许这些燃料与石油燃料混合,或者是否可以替代石油燃料的问题上,都需要重新起草标准和规范。Elliott解释道:“事实上,二者看起来确实有点不一样,而且在性质上也稍有不同。”

  据Aris Karcanias介绍,除了正在与美国能源部进行合作的Genifuel集团之外,其他一些追逐藻类生物能源技术的公司也值得关注,包括蓝宝石能源公司(Sapphire Energy)、Cellana公司和合成基因组公司(Synthetic Genomics)等。

  关于这一产业,Aris Karcanias说:“未来的研究需要在连续运行的基础上提高藻类原油的产量,并展示废水处理和优化营养物质循环的能力。”如果这些都能做到商业规模,“那将是非常重要而且十分有用的一步。”他补充道。