德國執政聯盟還公布了一份雄心勃勃的新能源計劃，稱將投入330億至400億歐元用于發展可再生能源，并希望在2022年之前將可再生能源的比重增加到35%左右。這一消息的公布立即引發了人們對于可再生能源即將迎來發展契機的猜想。沉寂已久的水藻油也再次出現在了人們的視野當中。而日前美國科學家的一項研究則對以水藻油為代表的生物能源的前景提供了背書。
這篇發表在《水資源研究》雜志上的研究稱，如能在美國墨西哥灣沿岸、東南海岸以及五大湖地區廣泛種植水藻并將其制成燃料，將有望替代17%的進口石油。如果將更多的資源投入使用，這一比例還可以更高。水藻油或許值得我們期待。
水藻制油優點多
負責該項研究的西北太平洋國家實驗室（PNNL）水文學家馬克·威格莫斯特說，一直以來決策者和研究人員都對水藻油的開發寄予了極大的興趣和期望，因為水藻油有著其他生物燃料難以企及的優點。
首先是易種植、繁殖快。水藻幾乎可以種植在任何有水的地方，水塘里、袋子里或水箱中都沒有問題，其繁殖速度更可以以小時來計算。與其他生產生物燃料的植物相比，水藻幾乎不需要特別的養分，有陽光、水和二氧化碳即可。在種植上更可以采取立體方式，使空間占用率達到最小。
其次，水藻的能量密度比其他生物燃料植物更高。例如，每年每公頃水藻生產的燃油要比玉米生產的乙醇多80倍以上，與大豆相比也大體類似。因此，采用水藻制油效率更高。
此外，與玉米和大豆不同，水藻并非普遍的食物來源，用其生產生物燃料不會出現與人爭奪口糧的尷尬局面。由于水藻是二氧化碳的消費生物，它也被認為是碳中性的能量來源。因此，將藻類放置在發電廠旁就可以減少碳排放，并延緩二氧化碳進入大氣層。水藻還能消化氮和磷，這些都是水體的常見污染物，這意味著水藻也可以在市政污水中存活，并起到凈化水體的作用。
信息系統繪藍圖
“但仍有一個關鍵問題是生產水藻油所不能不面對的——那就是水。要驗證水藻油替代石油的可能性就必須對與此相關的水資源和土地的利用作出詳細的評估。這便是這項研究的出發點，它為美國可再生能源相關決策的制定提供了基礎和初步概算。”威格莫斯特說。
威格莫斯特和他的同事首次對美國發展水藻生物燃料的可行性進行了評估，并給出了所需土地和水的用量。為使研究數據更加精確可靠，研究人員開發出了一套精度高達100英尺（30.48米）的國家地理信息系統數據庫，其中包括全美及毗鄰地區的地形地貌、人口、土地使用狀況等信息。通過該系統，研究人員就能識別出更適合藻類生長的地區，如那些沒有用于耕種的平地、在城市和環境敏感地區之外的池塘或國家森林公園。
接下來，研究人員對過去30年的氣象資料進行了收集整理，這能幫助他們確定特定地區的光照和溫濕度等情況。將這些變量加入數據庫后，就能計算出特定地區單位時間內水藻的產量。
研究發現，如能在墨西哥灣沿岸、東南海岸以及五大湖這樣陽光充足和氣候潮濕的地區廣泛種植水藻，每年將有望產出210億加侖（約795億升）生物燃油，這相當于2008年美國從海外進口石油數量的17%，并已接近2007年《能源獨立于安全法案》中所規定的2022年前將可再生能源產量提高到每年360億加侖的目標。而如果充分使用全美的可用資源，水藻油替代進口石油的比例最多可達到48%，但這會占用更多的土地和水資源。
總之，水藻油的生產將有望使美國的能源問題獲得極大緩解（2009年美國所消耗的石油中有一半以上都來自進口）。
節水仍需花心思
研究人員同時發現，每加侖水藻油的生產需要用水350加侖，從總量上看這相當于全美國農田灌溉用水的四分之一。而如果以所生產的油料驅動車輛的距離計算，使用水藻油驅動車輛每英里的耗水量大約為8.6到50.2加侖。這個數字不但遠大于生產傳統化石燃料的耗水量，也略大于生產玉米乙醇的耗水量。
按照先前公布的數據，玉米乙醇燃油驅動車輛每英里的耗水量大約為0.6到61.9加侖；由于傳統化石燃料的生產并不需要耗費像藻類或玉米那么多的水，用天然氣驅動汽車每英里的耗水量僅為0.09到0.3加侖。
威格莫斯特說，雖然假設前提和研究方法的不同會導致上述幾種燃料耗水量的計算出現較大誤差，但選擇藻類作為能量來源就必然會面臨著節水的問題。不過這一問題并非無法解決，如果選址得當并采用適合的技術的話，低成本商業化藻類生物燃料的生產一定是值得期待的。
下一步，威格莫斯特和他的同事還將就非淡水資源（海水和污水）中水藻油的生產展開研究。此外，他們還在研究在寒冷季節用溫室池塘種植水藻，生產水藻油，以使該產業獲得更大的經濟價值。
（本網編譯）
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