圖:在新奧集團(tuán)(ENN)的研究中心,科學(xué)家們正在測(cè)試用微藻在一個(gè)更有效利用煤炭的工序的末段做最后處理。(照片:Jonathan Watts)
在一個(gè)玻璃暖房里,一種綠得耀眼而又粘乎乎的生物體流過那些占據(jù)整個(gè)暖房的透明管道,就像是連續(xù)劇《星際旅行》特別黏糊糊的某集中的場(chǎng)景。
這些管道有14個(gè)上下疊在一起,排成四個(gè)長(zhǎng)列。這種生物在流經(jīng)管道時(shí)就在迅速繁殖,同時(shí)會(huì)變得濃厚而暗實(shí),就像一位癲狂科學(xué)家的生化武器一樣。
但是,這不是什么科幻恐怖故事,而是人類最雄心勃勃的嘗試之一:試圖利用藻類來(lái)對(duì)抗氣候變化。
由中國(guó)開創(chuàng)型公司新奧集團(tuán)(ENN)研制的這個(gè)玻璃暖房,是養(yǎng)殖微藻類生物的生物反應(yīng)器。微藻類生物是地球上生長(zhǎng)最快的生物之一,它能捕獲氣化煤中的碳。
中國(guó)是世界上溫室氣體排放量最高的國(guó)家,這主要是由于中國(guó)70%的電量依靠煤炭來(lái)生產(chǎn)。二氧化碳幾乎未加捕獲,部分原因是沒有可盈利的方式對(duì)它加以利用。
藻類可能就是解決問題的答案。藻類生物吸收碳的速度遠(yuǎn)比樹木快,這一特性早就吸引了國(guó)際科學(xué)家們的興趣,他們一直在尋求某種最大限度捕獲溫室氣體的自然方法。
新奧集團(tuán)的研究基地位于離北京一小時(shí)車程的廊坊,在那里科學(xué)家們正在測(cè)試微藻類生物,利用它在一個(gè)獨(dú)特的一體化流程末段負(fù)責(zé)清理工作,對(duì)比現(xiàn)有可用的流程,這能更清潔、高效地地提取和利用煤炭。
煤塊首先在一個(gè)模擬的地下環(huán)境中進(jìn)行氣化。在太陽(yáng)能和風(fēng)能的協(xié)助下將二氧化碳提取出來(lái),之后“喂”給藻類,然后可以將藻類用于制造生物燃料、肥料或動(dòng)物飼料。
外國(guó)專家們對(duì)此項(xiàng)目十分感興趣。世界資源研究所(World Resources Institute)的沈岱波(Deborah Seligsohn)最近隨同一群國(guó)際能源企業(yè)的高級(jí)管理人員一起訪問了新奧集團(tuán),她說(shuō):“其他一些地方也曾嘗試過制造海藻生物燃料進(jìn)行碳匯,但從未有如此創(chuàng)新的能源組合,這一研究項(xiàng)目非常有意思,而且雄心勃勃。”
藻類溫室的研究人員計(jì)劃在未來(lái)三年內(nèi)將試驗(yàn)范圍擴(kuò)大到一片100公頃(合247英畝)的場(chǎng)地上。如果能證實(shí)在商業(yè)上可行的話,將來(lái)有一天,世界各地煤炭發(fā)電廠的附近都會(huì)附設(shè)進(jìn)行碳清潔的藻類暖房或藻類池塘。
“藻類的數(shù)量每隔幾小時(shí)就能翻倍。它比植物更能有效地利用太陽(yáng)光,”該項(xiàng)目的高級(jí)顧問朱真啟(音譯)說(shuō),“該項(xiàng)目的生物學(xué)可行性已在實(shí)驗(yàn)室里得到驗(yàn)證。目前的難題是工程方面的:我們需要增加藻類產(chǎn)量而且降低成本。如果我們能夠解決這一難題的話,我們就可以解決碳的問題。”
藻類必須每天收集,提取藻類的油脂成分以及去除水份這些工序成本昂貴且耗費(fèi)能源。
新奧集團(tuán)正在嘗試幾種不同的藻類,以找到油脂合成能力與生長(zhǎng)速度兼顧的一種。該公司正在測(cè)試不同的溫度及酸度水平下的各種藻類栽培技術(shù)。
俄亥俄大學(xué)也在進(jìn)行各種藻類試驗(yàn)。日本則在海上養(yǎng)殖藻類,以吸收空氣中的二氧化碳。在其他一些地方,人們將碳噴入或直接連入藻類池塘。然而,新奧集團(tuán)專注于一種直接的辦法。
“在這里,我們可以控制它,就像在一個(gè)生物反應(yīng)器里,”高級(jí)顧問顧俊杰(音譯)說(shuō),“從理論上說(shuō),我們可以通過聯(lián)合采用微藻生物吸碳技術(shù)以及氫氣化學(xué)固碳技術(shù),100%吸收二氧化碳排放量。”
這項(xiàng)技術(shù)在內(nèi)蒙古北部沙漠大規(guī)模應(yīng)用時(shí)或許能湊效,因?yàn)槟抢锏耐恋乇阋?、面積大且需要肥料。但在其他地區(qū),種植藻類所需的大面積土地或水可能會(huì)限制該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。
“海藻不太可能成為解決碳問題的主要方法,因?yàn)榄h(huán)境中需要被吸收的二氧化碳量很大,”清潔空氣任務(wù)組(Clean Air Task Force)亞太區(qū)首席代表孫銘(音譯)說(shuō):“藻類是解決碳問題的一種辦法,也是最為自然的一種辦法;作為最簡(jiǎn)單的生命形式,藻類在海水中吸收的就是陽(yáng)光和二氧化碳。”
先進(jìn)的藻類、太陽(yáng)能以及氣化煤技術(shù)是新奧集團(tuán)發(fā)展的最新突破,這家公司的崛起就算以現(xiàn)代中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量也是頗為驚人的。新奧于1989年成立時(shí)還是一家小型出租車公司,后來(lái)成功地進(jìn)入了天然氣行業(yè),現(xiàn)又進(jìn)入可再生能源領(lǐng)域。這家私營(yíng)公司目前有約20,000名員工,并在其河北省的總部附近擁有一個(gè)高爾夫球場(chǎng)及一家賓館,同時(shí)一個(gè)新的研究中心正在河北境內(nèi)興建中。
在短期內(nèi),ENN集團(tuán)先進(jìn)的煤炭地下氣化技術(shù)很可能被證實(shí)比其藻類技術(shù)更為重要。這項(xiàng)技術(shù)可以從窄而難以進(jìn)入的煤層中提取燃煤,并可能使目前世界上的煤炭?jī)?chǔ)量增加一倍。它還能避免污染物二氧化硫和二氧化氮的產(chǎn)生。
該公司同時(shí)還是世界上極少數(shù)能批量生產(chǎn)薄膜太陽(yáng)能電池板的公司之一,對(duì)比傳統(tǒng)光伏電池板,制造薄膜太陽(yáng)能電池板需要更少的水和能源。去年年底,世界銀行國(guó)際融資公司(International Financing Corporation)宣布給新奧集團(tuán)旗下的新奧太陽(yáng)能有限公司提供1.36億美元的貸款。
新奧集團(tuán)的高層已與美國(guó)能源部洽談過有關(guān)聯(lián)合研究的事宜,這表明,低碳技術(shù)的轉(zhuǎn)讓已不再是一種由西漸東的單向交流。
該公司藻類技術(shù)的發(fā)展落后于其他一些技術(shù),但朱真啟(音譯)表示,10,000公升容積的藻類玻璃暖房的運(yùn)行成果足以鼓勵(lì)繼續(xù)發(fā)展這一技術(shù)。
對(duì)于計(jì)劃中占地100公頃的測(cè)試場(chǎng)所,新奧集團(tuán)正在考慮的一個(gè)地點(diǎn)是在內(nèi)蒙古鄂爾多斯,在公司旗下年產(chǎn)60萬(wàn)噸的煤礦附近,由于那里冬季寒冷,因而需要能加熱的玻璃暖房;另一個(gè)地點(diǎn)在海南島,那里炎熱的天氣使得可以在露天池塘中培植藻類,成本低廉,但這更加遠(yuǎn)離中國(guó)主要的煤炭礦藏。
中國(guó)每周建造的新燃煤發(fā)電廠的發(fā)電容量比一個(gè)全新的500兆瓦燃煤電廠還多,而且中國(guó)至少在未來(lái)20年內(nèi)可能還需要依賴煤炭,因此,新奧集團(tuán)計(jì)劃中的進(jìn)一步研究可能是至關(guān)重要的。
認(rèn)識(shí)到礦物燃料將在中國(guó)繼續(xù)發(fā)揮作用,歐洲委員會(huì)本周提出了一項(xiàng)計(jì)劃,(與中國(guó))共同資助一家示范燃煤發(fā)電廠,目標(biāo)是示范通過使用碳捕獲和儲(chǔ)存技術(shù)使燃煤發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)碳零排放。
如果歐盟會(huì)員國(guó)和歐洲議會(huì)同意這項(xiàng)5000萬(wàn)歐元的計(jì)劃,這家示范燃煤發(fā)電廠將于2020年開始投產(chǎn)使用。
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