二氧化碳養(yǎng)藻可減少溫室氣體污染
二氧化碳是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w，因此，二氧化碳的處理成為人類改善環(huán)境的首要任務(wù)。
目前，人們雖然已經(jīng)找到了一些搜集二氧化碳的方法，如海底封存、廢棄煤礦封存、油田封存，等等；但因封存成本高、操作難，并可能引起其他環(huán)境災(zāi)難等問題，上述方法沒有得到廣泛應(yīng)用。
在諸多二氧化碳回收利用的方法中，“生物固碳法”越來越受到重視，被認(rèn)為是一種高效、安全的固碳方式，并在一些企業(yè)已經(jīng)得到應(yīng)用。
“固碳”首推生物法
所謂“生物固碳”，是指養(yǎng)殖一些能夠快速吸收二氧化碳的植物。
生物法捕集二氧化碳技術(shù)，主要是利用植物的光合作用來捕集和固定二氧化碳。事實上，大多數(shù)植物的光合反應(yīng)效率都比較低，尤其是高等植物；相反，一些體量較小且結(jié)構(gòu)簡單的植物，因為不需要耗能為自身傳遞養(yǎng)分，光合作用的效率較高，即將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率較高。單細(xì)胞藻類就是典型代表。藻類是最小、最簡單的植物，沒有一般植物所具備的根莖葉的分化，它的載體是水，它幾乎把所有吸收到的能量都用于再繁殖。因此，藻類的生長速度極快，與同等面積的農(nóng)作物相比，藻類的產(chǎn)量可達(dá)農(nóng)作物的數(shù)十倍。
在光合作用的過程中，藻類吸收二氧化碳，將其轉(zhuǎn)化為富含糖分、蛋白質(zhì)和油類的生物能量。有數(shù)據(jù)表明，藻類對光量子(太陽能)的吸收轉(zhuǎn)化率可達(dá)15%～18%，而一般農(nóng)作物的光能轉(zhuǎn)化率只有1%～3%。每生產(chǎn)100噸水藻，約可吸收利用470噸碳元素，可轉(zhuǎn)化掉185噸二氧化碳。因此，養(yǎng)殖藻類是控制和減少大氣中二氧化碳的一種有效途徑。與此同時，還能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。隨著國際碳排放交易市場的完善，水藻產(chǎn)業(yè)還可以通過碳交易獲得額外的附加值。
生物首選藻養(yǎng)殖
藻類主要依靠光能和二氧化碳生長。目前，全球已知的藻類達(dá)3萬多種。藻類養(yǎng)殖具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會價值。
從藻類中，可以提取人類所需要的不飽和脂肪酸(生產(chǎn)生物柴油的主要原料)、乙醇、瓊膠、糖等物質(zhì)，剩余的物質(zhì)可以給我們提供燃料、飼料和肥料等，可廣泛應(yīng)用于人類食品、動物飼料、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥開發(fā)等多個領(lǐng)域。
以人們較為熟悉的螺旋藻為例。螺旋藻作為藻類的一種，其蛋白質(zhì)含量高達(dá)60%～70%，相當(dāng)于小麥的6倍，豬肉的4倍，魚肉的3倍，雞蛋的5倍，干酪的2.4倍，且消化吸收率高達(dá)95%以上，是人類迄今為止所發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)質(zhì)的純天然蛋白質(zhì)食品源。
水藻可作為新型的高端有機(jī)肥料，安全無污染。水藻肥料可以提高農(nóng)作物對氮、磷等大量營養(yǎng)元素的吸收利用率，從而減少化學(xué)肥料的使用；水藻肥料還可以活化土壤中的微生物活性，構(gòu)成健康微生態(tài)系統(tǒng)，以抵抗一些有害生物；同時水藻肥料豐富的中微量元素和天然生長調(diào)節(jié)劑可以提高植物的免疫能力，從而減少甚至是不使用化學(xué)農(nóng)藥。
從食品安全角度來看，水藻肥料的推廣和應(yīng)用意義重大。目前，有機(jī)農(nóng)業(yè)在國際上發(fā)展勢頭迅猛，國內(nèi)也逐漸與國際接軌，建立了用于有機(jī)食品和綠色食品生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)投入品認(rèn)證體系。
藻類還可以產(chǎn)出高質(zhì)量的生物柴油。
與從玉米、大豆、油菜制取生物柴油相比，藻類有很多獨(dú)特的優(yōu)勢。首先，水藻的培育不占用耕地面積。其次，水藻的生長周期很短，從出生到可以制油只需兩周左右的時間，而其他油料作物的生長周期通常需要幾個月。再者，水藻的單位產(chǎn)油量高，是玉米的數(shù)百倍。
有數(shù)據(jù)表明，在一年的生長期內(nèi)，一公頃玉米能產(chǎn)172升生物燃油，一公頃大豆能產(chǎn)446升，一公頃油菜籽能產(chǎn)1190升，一公頃棕櫚樹能產(chǎn)5950升，而一公頃水藻能產(chǎn)9.5萬升。
據(jù)悉，中石化、殼牌、埃克森美孚等知名企業(yè)都在研發(fā)水藻制油。但截至目前，全球還沒有產(chǎn)業(yè)化成功的案例。究其原因，主要是藻類制油的成本還太高，阻礙了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
投資養(yǎng)藻需謹(jǐn)慎
國內(nèi)關(guān)于藻類養(yǎng)殖的研究已經(jīng)開展了近三十年，解決了大量技術(shù)難題，同時，也培養(yǎng)出了一大批科研人員。但是，對于初涉這一行業(yè)的投資人而言，藻類養(yǎng)殖依然需要注意很多問題。
首先，選種當(dāng)?shù)鼗。我國藻類分布很廣，在藻類的養(yǎng)殖選種時要規(guī)避外來物種對當(dāng)?shù)匚锓N的影響，要在當(dāng)?shù)貙ふ疫m合的藻類進(jìn)行養(yǎng)殖。要獲得高產(chǎn)的藻類，還需要進(jìn)行一定的生物改良，并從中挑選適合養(yǎng)殖需要的品種。比如，適合產(chǎn)油的藻類有硅藻、紅藻、金藻、褐藻、綠藻、甲藻、藍(lán)藻和黃藻等近百種。藻類養(yǎng)殖可以根據(jù)具體需求選養(yǎng)不同的藻類，通過控制各個養(yǎng)分的配給獲得所需要的東西。
其次，選擇養(yǎng)殖區(qū)域。養(yǎng)殖區(qū)要有充足的二氧化碳供應(yīng)。二氧化碳是藻類合成有機(jī)物的碳源，二氧化碳的供給量直接影響藻類的產(chǎn)量，因此，藻類養(yǎng)殖可以作為冶金和火力發(fā)電行業(yè)的下游產(chǎn)業(yè)。這兩個行業(yè)一般地處比較偏僻、土地價格相對也較低的地區(qū)。在選址養(yǎng)殖區(qū)域時，可優(yōu)先考慮冶金與火力發(fā)電相關(guān)企業(yè)的附近，還可以降低成本。
除此之外，藻類養(yǎng)殖還需要大量硬件設(shè)備：(一)二氧化碳收集及凈化系統(tǒng)。收集系統(tǒng)主要設(shè)備有引風(fēng)機(jī)，去除二氧化硫、三氧化硫的反應(yīng)器等，其中，反應(yīng)器要使用耐腐蝕材料制造。(二)二氧化碳供給系統(tǒng)，根據(jù)需要，實現(xiàn)氣體的自動調(diào)節(jié)。(三)氧氣收集。藻類在光合作用過程中，會產(chǎn)生氧氣，而過量的氧氣會影響進(jìn)一步的光合作用，因此，過量的氧氣必須及時排出。(四)藻類養(yǎng)殖器或池。養(yǎng)殖池是露天養(yǎng)殖需要的水池，對水池的要求是無毒材料制造、無水流失即可。養(yǎng)殖器是封閉養(yǎng)殖需要的設(shè)備，需要有很好的透光性、無毒，可采用玻璃、有機(jī)玻璃材料。養(yǎng)殖池與養(yǎng)殖器的差別在于：養(yǎng)殖池光照好、水易蒸發(fā)，控制水的鹽度和溫度的難度較大，水藻生長速度不均勻(白天有太陽光照，晚上則沒有)；養(yǎng)殖器光照差，省水，水的鹽度易控制，可通過對光和溫度的控制實現(xiàn)藻類快速生長。因此，建議采用養(yǎng)殖器進(jìn)行封閉式養(yǎng)殖。(五)藻類收集系統(tǒng)。(六)藻類制油系統(tǒng)或其他(依據(jù)所養(yǎng)藻類的具體用途而定)。以制油為例，藻類制油的方法是，采用溶劑法、聲波法把脂類從藻類里分離出來，然后，用生物化學(xué)的方法將脂類變成油，再通過對油的進(jìn)一步加工獲得柴油等。
藻類養(yǎng)殖，既能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，又能固碳減排改善壞境，可謂一舉兩得。
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