随着施廷懋的夺冠,中国跳水队在里约奥运会收获了第四枚金牌。
里约奥运会就是和别人家的不一样,
前几天,它祭出了独家看点,
就是这汪碧绿碧绿的池塘(简称“碧池”)。
跳水比赛居然因此有了悬念
——猜猜明天的泳池是什么颜色?嫩绿,碧绿,还是墨绿?
还是像今天一样,“碧池”变蓝了!
里约奥运会的跳水泳池。从左至右分别为:男子双人十米台的天蓝色、女子双人十米台时的碧绿色、男子双人三米板时的墨绿色。(图片来自网络)
北京时间8月15日凌晨,女子单人三米板比赛时,泳池又变回了蓝色(图片来自网络)
“碧池”的罪魁祸首已经被揪出来了,就是藻类。先别急着“人人喊打”,藻类中的“小不点”——微藻可是未来的产油小能手,它含油率高,油脂产量也高。
颇有几分《泰囧》里“油霸”的意思。
微藻——可循环开采的“绿色油田”文/范建华李元广李元广,华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室教授,博士生导师,“微藻能源规模化制备的科学基础”项目首席科学家。
微藻能源技术在中国馆展示
不知你是否还有印象,在上海世博会中国馆的“低碳行动”展区有一个简洁的绿色装置吸引了众多参观者的注意。绿色的液体静静流淌在数根排列整齐的U型玻璃管内,玻璃管上方还接有几只大烧杯,里面装有大半杯的液体。这正是一个“微藻产油”装置。它不仅可以从微藻中榨出高质量的生物柴油,实现二氧化碳零排放,而且微藻在生长过程中,还会吸收大量二氧化碳,起到固碳减排的作用。
微藻是一种重要的产油生物,对它体内的油脂进行加工后,可以变成燃料驱动飞机、汽车、轮船和工厂里的机器。
微藻有望缓解能源危机由于石油资源的逐步减少乃至最终枯竭,全世界将面临严重的能源危机,因此世界各国都在积极寻找能够替代石油产品的可再生能源。其中,生物柴油就是一种重要的生物能源。提起生物柴油的原料,我们可能会想到油菜和大豆,将它们“体内”的油脂经过加工而成的生物柴油,能有效降低碳排放,减少环境污染。然而,由于这两种作物的培育周期较长、占用农田较多,会产生“与人争粮、与粮争地”问题,从而导致“解决了能源危机,却出现粮食危机”的尴尬结果。此时,微藻进入了科学家们的视线。
小小微藻有望缓解能源危机
微藻是一种古老的低等植物,广泛分布在海洋、淡水湖泊等水域,种类繁多,造成湖泊污染的蓝藻就是微藻大家族中的一员。微藻的光合作用效率非常高,可直接利用阳光、二氧化碳和含氮、磷等元素的简单营养物质快速生长,并在细胞内合成大量油脂(主要是甘油三酯)。因此,微藻为生物柴油生产提供了新的油脂资源。
与大豆、油菜和麻风树等油料植物相比,微藻的生长周期短,从出生到可以制油仅需要约1个星期,而油料植物一般需要几个月。此外,微藻的含油量高,油脂产率高,单位面积产油量是大豆的数百倍,每公顷可年产几万升生物柴油。微藻还不会占用耕地,利用滩涂、盐碱地、荒漠等以及海水和荒漠地区的地下水等就可开发大规模的“微藻油田”,不与农作物争地、争水。
由于微藻在培养过程中可固定大量二氧化碳,因此利用微藻制造生物柴油还能大量减少二氧化碳排放。据计算,每培养1吨微藻,需要消耗约2吨二氧化碳。目前,我国柴油的年消耗量超过亿吨,如果全部使用微藻提供的生物柴油,大约需要几亿吨微藻。那么,在培养微藻过程中就能消耗掉近10亿吨二氧化碳,这个减排量相当可观(我国目前每年的二氧化碳排放量在70亿吨左右)。随着微藻能源技术的逐渐成熟,人们还可将“微藻油田”建在热电厂、化工厂等二氧化碳排放量很高的工厂旁,有望解决点源二氧化碳的减排问题。此外,微藻在光自养培养过程可利用废水中的氮、磷等营养成分,从而可降低水体的富营养化。因此,微藻还能用于净化工厂排放的废水和城市生活污水。
微藻油田
我国大力攻关微藻产油其实,利用微藻生产生物能源并不是一个新的研究方向。早在20世纪70年代,中东战争等因素导致国际原油供应紧张,美国等国家为了减少对进口原油的依赖,大力资助微藻培养产油项目。其中,美国能源部在至年间曾资助了一个利用微藻生产生物柴油的项目“水生物种计划——藻类生物柴油”,在产油微藻的藻种筛选、培养模式、油脂代谢调控与分子操作等方面做了大量工作,并在户外敞开池大规模培养方面做了一定的尝试。虽然利用微藻产油在技术上可行,但其成本比当时石油价格高出很多,所以,微藻产油的研发曾一度中断。
21世纪以来,随着世界经济的快速发展,石油需求量不断增加,不仅导致价格上涨,还使大气保温气体排放增加,生态环境恶化。于是,世界各国又开始大力发展环境友好的微藻生物柴油。~年间,石油价格的大幅上扬,进一步推进了微藻能源(主要是生物柴油)产业化技术的发展,美国等发达国家的政府和企业在该领域纷纷投入大量资金进行微藻能源的产业化技术研发,在国际上掀起了一股势不可挡的微藻能源开发热潮。
——选自《科学画报》
推荐阅读:
1.这位昨天“没睡醒”的少年,今天醒了吗?揭秘睡与醒的界限
2.也想拥有“洪荒之力”?你可能需要这篇体能速成秘笈
3.忘掉奥运这场里约大冒险吧,奇异植物才是南美的正确打开方式
科学画报
普及科学知识,提高民众科学素养
◆欢迎个人转发分享,
转载请保留作者、注明转载自科学画报。
◆