主题：【原创】生物柴油之藻类1 前言 -- 圣火

生物柴油的相对于传统柴油和其他新能源的好处在村长的帖子里已经说了很多了，具体可以参照

橡树村:【原创】生物柴油

这里主要说下藻类独有的优势。

在文章开头部分已经说了，藻类有着生长速度快（全年平均~25g/m2/d，年亩产一万两千斤），含油量高（最高60%）和对耕地要求极低的特点，现在具体展开一下。

1. 生长速度快

藻类有着其他陆地植物没法比拟的生长速度。最主要的原因是由于生长在水中，细胞有足够多的表面积接触到营养物质。第二是因为其结构简单，不用向高等植物一样需要将比较做的能量由于次级生长和生殖生长。三是藻类通常通过细胞分裂的方式来繁殖，这就省去了开花结果、种子发芽的时间，保证在营养充足的条件下最快生长。

一般来说大规模藻类培养方式按场地来分分为室外开放培养和在光合生物反应器中培养。这里先说一下室外开放培养。

室外开放培养并不完全等同于在湖泊中放养。为了防止藻种污染其他水体，也为了能提高产能，一般往往利用在一个类似于赛车跑道(raceway)的系统来培养。

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利用这个系统，研究者在夏威夷得测的一种产油藻类实际生长速度为全年平均每天25克每平方米，年亩产一万两千斤，极限日最高生长速度达每天50克每平方米。如果大家还记得村长的文章里提到陆生植物很少能达到两位数的生长速度（g/m2/d），可见藻类生长之快。而这个还只是利用了5%左右的总太阳能，一般比较保守的估计藻类最高能固定10-12%左右的总太阳能，实验室中藻类测试得到的最高的光能利用率达到47%，相当于每天产生的生物质约为500克每平方米，亩产二十四万斤（当然只是理论上，目前亩产为十分之一，二十分之一左右）。

2. 含油量高

在NERL的藻类筛选过程中，其中一种硅藻在生长过程中达到了60%的含油量。而高等植物在生长过程绝大多数的物质被由于根茎叶的生长，相当少部分生物质以油脂形式储存。由中国农业科学院油料研究所培养出“世上最油的油菜”，汉中油-0361每亩产油量为98公斤。如果用前面夏威夷的实测数据，将藻类年亩产（一万两千斤）乘以百分之六十的含油量，藻类的每亩理论产油量可能达到3600公斤，为油菜的三十六倍多。另一个数据则估计藻类的产油量为5,000到20,000 加仑每公顷，每平方米平均每年产油4.6 到18.4 升。美国能源部估计如果用个数字，用藻类柴油替换所有的美国石油消耗，总体所需的土地面积为4万平方公里左右，仅相当于18分之一的青海和四十分之一的新疆。

3. 对耕地及环境要求低

绝大多数的陆地植物受气候尤其是温度的影响很大。而藻类相当多的品种对温度及不敏感，在高温(>40度)和低温（接近0度） 的情况都能生长。很多实验表明藻类在水面冰封的条件下还能保持一定速度的生长。许多藻类尤其是硅藻对盐的耐度也极大，盐藻是目前为止最耐盐的藻种，能够在高于海水盐度10倍的盐度中生长。这就为在盐碱地，高盐湖泊等原先很难被用作耕地的土地上培养藻类。

4. 需水量小

有些河友可能会问藻类生活在水中生长怎么可能需水量小呢？其实在陆地植物生长过程中，大部分灌溉水其实是被土壤所吸收。即使使用滴灌这样的栽培方式，植物通过蒸腾作用（类似人从皮肤的毛孔中出汗流失水分）从叶片表面中丧失的水分也很多。如果在密闭容器和培养液循环利用的前提下，藻类几乎能利用所有的水分。

5. 环境保护上的优势

现在对于二氧化碳排放的话题是一天比一天热。如果那位河友看了戈尔了<The Inconvenient Truth>一定会对这个话题印象深刻。其实宏观意义上说所有和生物能源都有利于减少二氧化碳排放。归根结底，化石能源如石油和煤都是把百万年前的碳拿到今天来用了，所有大气中的碳是增加的。 而生物能源这是把今天的碳固定起来一部分留到明天用，并不会提高大气中总的碳浓度。

这里发下牢骚，中国目前没有对二氧化碳排放进行有效控制，私以为是很不负责任的行为（当然美国更不负责任），这是以让人民吃饱饭为借口来维持低效率，高污染的生产方式。高温导致的更多的气象灾害，海平面的升高固然可以看做天灾，似乎任何人不需为此负责，但在这些灾害的背后人祸扮演越来越多的成分，最终还是全国人民为其买单。

言归正传，比起其他的生物能源，二氧化碳易溶于水，水中的藻类对输入二氧化碳的利用率更高。实验证明在开放培养体系中，藻类就能固定60%的输入二氧化碳。那如果将藻类培养基地建在煤炭发电站附近，而电站排放的二氧化碳排入含藻的培养液，这就能达到减排60%的效果。日本目前处理二氧化碳的方法固化后是由船运入公海，然后在海平面2000米以下排放，而如果有个大规模的藻类生产基地，不知道日本会不会排队过来给你免费送二氧化碳呢？而南非的二氧化碳排放大户索萨要是知道这个好处会不会也投资点藻类研究呢？

最后，藻类培养同样可以在污水处理中起作用，污水中含有较高的磷和氨氮，是藻类生长的主要营养物质。河水发臭的一个很大原因就是由于未经处理的污水直接排入湖泊和河水，造成水中藻类繁殖太快而引起的。藻类生长过快后紧接着大量死亡，引起水中含氧量过低导致鱼类死亡；有毒藻类污染生活用水已经越来越多的成为重要的环境问题。把污水中的“营养”用于培养藻类就即省了原料钱，又解决了环境污染。