可能很少人知道,地球在形成之初是一个被温室气体重重包围的“火球”,彼时,地球上寸草不生,毫无生命气息。直至几亿年后,海洋中的微藻突破了温室气体的“重围”,通过夜以继日地吸收二氧化碳释放氧气,为人类创造了适宜的生态环境。
但让人们没有想到的是,人类会再一次被温室气体逼至墙角,面临全球变暖的生态危机,而微藻因其特有的生长速率而具有较大的二氧化碳吸收能力或再次充当“救世主”,成为人类解决环境问题的一把“金钥匙”。与此同时,科学家们还发现,微藻油脂含量高,极有可能成为生物柴油的主要来源,从而帮助人类解决能源短缺问题。
越来越多的科学家投入微藻研究,相关技术也愈发成熟,上下游产业链也逐渐成型,微藻很有可能成为下一个掘金点。新奥科技发展有限公司总经理、国家“千人计划”专家朱振旗正是“掘金人”之一。作为领域内的专家,朱振旗及其团队已经在微藻生物能源技术全领域内拥有自主知识产权专利技术70余项,成为世界微藻吸碳生物能源同行中的一支成绩卓著的研发队伍。
本刊记者对朱振旗博士进行了专访,请其详解小小微藻究竟有何能量,得以在生态危机和能源短缺的双重压力之下“救人类于水火”;而现代科学技术又是如何将微藻蕴藏的能量释放出来。
“让大地母亲纳凉”
《千人》:有这么一个说法,微藻可以“让大地母亲纳凉”,这主要是指它在生态环境改善上的作用?
朱振旗:是的,微藻首先在改善生态环境上有着极为重要的作用。具体来说,是因为微藻是一种光合利用度高的植物,它大量地吸收二氧化碳,然后释放出新鲜氧气,那么这个过程就可以固定大量二氧化碳,对于二氧化碳减排这一全球性问题的解决具有重要的潜在意义。
而且微藻本身的适应性是非常强的,不同的藻种可以适应各种不同的环境。比如,盐水藻可以在工业浓盐水中生长,淡水藻可以在城市废水中生长,也就是说,微藻对工、农业生产过程中排放的大量C02均能吸收。
此外,微藻是一种自养植物,它的生长过程就是固碳过程,不会产出其他的污染物质,也不会滋生其他的环境问题。
《千人》:其他植物应该也有这种功能,为什么惟独微藻被科学家们如此看重并寄以厚望呢?
朱振旗:前面说到,微藻是一种光利用度极高的植物,每养一吨微藻,要消耗大约两吨的二氧化碳,同时可以释放一吨多的氧气,这个量可以说是比较惊人的。而且微藻生存能力极强,世界上的微藻总量比一般植物大很多。另外,微藻在生长过程中释放的新鲜氧气也较多,所以它能对生态环境可以起到极大的改善作用。
除了改善生态环境外,微藻也可以用于处理工业废水和城市污水。我们都知道,污水里面含有很多有害的富营养物质,但如果用污水来养藻的话,微藻是可以吸收氮、磷等富营养物质来制造养分的。从这个角度看,微藻也是解决污染问题的好帮手。
《千人》:说到污水问题,现在在中国的很多地方颇为严重,而且也滋生了一些灾害性环境问题。那么,微藻是否在这些方面有些应用?
朱振旗:是的。养藻的方式有很多种,比如我们可以用人工的方式养,可以在海面上像养海带那样养藻,当然也可以在富营养化的湖面养。只要养的是人类可以利用的、有价值的、对环境有益的藻种,那么它不仅可以缓和水体的富营养化问题,还可以生产多种副产品。
目前的微藻研究,当务之急还是要在二氧化碳和能源短缺的问题上有所作为,所以在治理污水问题方面的研究和应用还不算特别多。但也不是没有,比如新奥在内蒙古就有一些实践,正在进行用微藻来解决工业盐水的资源化利用问题。
我相信,这是一个很好的方向,将来会越来越受到重视。
“吃”进二氧化碳,“吐”出油脂
《千人》:请您简单说说为什么微藻还可以用于解决能源短缺问题。
朱振旗:这是因为微藻可以制成生物柴油,它本质上是一种可再生的生物能源。通过光合作用,微藻可将空气中的二氧化碳和水体中的营养物质转化成油脂,其含量可达细胞干重的30%-70%。所以,微藻的含油量很高,一般的油料作物比之差很远。举个例子,每吨微藻的含油量大概是每吨油菜籽、每吨花生的7-8倍,是大豆的10倍,是玉米的十几倍。
我们知道,原油如果按照不同组分分离的话,可以制成柴油、汽油、工业用润滑油、沥青等不同的产品,微藻也一样。通过一定的技术手段,可以将微藻中的油脂提取出来制成生物柴油、也可以制成食用油,这个过程还可以得到微藻蛋白、微藻色素等产品,最后可以加工成一些保健品或者其他产品。