藻類生質(zhì)燃料(Algal biofuel)是以藻(Algae)作原料制成可以替代石化燃料的生質(zhì)燃料。多國政府及私人公司已經(jīng)投入資金研究減少其成本以使其能作商業(yè)應(yīng)用。藻類燃料在燃燒時(shí)與石化燃料一樣會產(chǎn)生二氧化碳,但藻類在生長期間已在自然界吸收了二氧化碳,所以能達(dá)至減排二氧化碳的效果。
藻類生質(zhì)燃料(Algal biofuel)是以藻(Algae)作原料制成可以替代石化燃料的生質(zhì)燃料。多國政府及私人公司已經(jīng)投入資金研究減少其成本以使其能作商業(yè)應(yīng)用。藻類燃料在燃燒時(shí)與石化燃料一樣會產(chǎn)生二氧化碳,但藻類在生長期間已在自然界吸收了二氧化碳,所以能達(dá)至減排二氧化碳的效果。
藻類生質(zhì)燃料本身固然能達(dá)至減排二氧化碳的效果,而且能被生物降解,對環(huán)境影響相當(dāng)少。就算相比其他生質(zhì)燃料,藻類生質(zhì)燃料也有不少好處。藻類的生產(chǎn)不會占用適合耕作的地方,所需水資源非常少,所用的水可以是海水又或廢水。生產(chǎn)所需的土地面積相當(dāng)少,美國能源部估計(jì),如果以藻類生質(zhì)燃料替代石化燃料,只需要39,000km的土地作生產(chǎn)用就能足夠全美國使用,只占全美國0.42%面積,又或小于全美國1/7面積的玉米農(nóng)地。而且藻類生質(zhì)燃料的用途相當(dāng)廣泛,可以取代相當(dāng)多的石化燃料的用途。
但藻類生質(zhì)燃料的成本相當(dāng)高,約是其他生質(zhì)燃料的10-1000倍。
藻類的脂類及油性部分在提取后可以經(jīng)過轉(zhuǎn)化程序變成生質(zhì)柴油,而余下的碳水化合物成分可經(jīng)發(fā)酵過程制成乙醇和生物丁醇。
美國能源部在1978年-1996年曾經(jīng)進(jìn)行一個名為水生物種計(jì)劃與微生藻類相關(guān)的研究,結(jié)論是生質(zhì)柴油是目前唯一的方法能夠產(chǎn)生足夠的燃料以取代柴油滿足全球的需求。而相對其他生產(chǎn)生質(zhì)燃的方法,藻類生質(zhì)燃料是較為可行的方法。因?yàn)樵孱惛≡跔I養(yǎng)劑生長,無需生長出結(jié)構(gòu)性的組織(如纖維)以作支撐用,又吸收營養(yǎng)較快生長速度非常高,而且能被轉(zhuǎn)化成燃料的質(zhì)量比例也高不少(藻類達(dá)60%,而大豆只得2-3%),藻類的產(chǎn)量可達(dá)每年每km4M7 m,(烏桕也只得650 m)。而微藻類能被大量高速生產(chǎn),其生成的油份可轉(zhuǎn)化成為生質(zhì)柴油給汽車用。
以太陽能作能源的生物煉制能生產(chǎn)藻類或硅藻類,從而可轉(zhuǎn)化出丁醇。這種燃料的能量度只比汽油低10%,大于乙醇或甲醇。大部分的汽油內(nèi)燃機(jī)都可以在沒有修改的情況下直接以丁醇作燃料。若與汽油混合一起使用,可得到比變性乙醇或E85乙醇汽油(乙醇85%與15%汽油混合)更好的性能及耐腐蝕性。
由于航空業(yè)用的燃料,航空燃料的價(jià)格上升,迫使業(yè)界對以藻類生質(zhì)燃料作航空用燃料作研究,例如IATA國際航空運(yùn)輸協(xié)會支持研究、發(fā)展及推廣使用藻類生質(zhì)燃油,期望在2017年其會員中藻類生質(zhì)燃料能占10%用量。荷蘭航空、新西蘭航空、漢莎及維珍航空四間航空公司已在試驗(yàn)性使用。
美國的國防高等研究計(jì)劃署(DARPA)在2010年宣布美軍快將大量采用由藻類轉(zhuǎn)化而成的航空燃料,成本為每加侖小于3美元。期望在2013年產(chǎn)量能達(dá)至每年5千萬加侖,進(jìn)而使得成本能降至石化燃料的水平。生產(chǎn)計(jì)劃由SAIC及General Atomics兩家公司執(zhí)行。
參見:微藻的培養(yǎng)孵化場
藻類在每單位面積相比較于傳統(tǒng)的作物,如油菜、棕櫚、大豆和麻風(fēng)樹等,可以產(chǎn)生高達(dá)300倍以上的油。由于藻類平均收獲周期為1到10天,它們的養(yǎng)殖允許在很短的時(shí)間框架內(nèi),和每年作物相關(guān)的收成(Chisti 2007)相比,這是不同的策略考量。
藻類可以生長在不適合于其他作物的陸地上,例如,干燥的土地,土地過度鹽漬土,遭受干旱的土地。這最大限度地減少占用種植糧食作物的土地問題(Schenk et al. 2008),藻類比糧食作物可以生長快20至30倍。
光生物反應(yīng)器
大部分的公司追求藻類生質(zhì)燃料,都是采用把含有營養(yǎng)豐富的水泵入通過塑料或玻璃試管(稱為“生物反應(yīng)器”),暴露在陽光下(所謂的光生物反應(yīng)器或PBR)。