能源安全與氣候變化是當(dāng)今世界互相矛盾的兩大挑戰(zhàn)。2012年全球碳排放達(dá)到人類有史以來(lái)創(chuàng)紀(jì)錄的356億噸，幾乎每天一億噸。
然而，將CO2變成汽油、柴油和航空煤油不僅理論可行，技術(shù)也已經(jīng)成熟。國(guó)外的一些公司已經(jīng)擁有可以從微藻中提煉出來(lái)的航空煤油在大陸航空公司和日本航空公司的兩條航線上進(jìn)行了試用，其生產(chǎn)的汽、柴油也成功通過(guò)了汽車測(cè)試。規(guī)?；圏c(diǎn)生產(chǎn)也已開(kāi)始。
微藻真的是解決氣候變化與能源安全矛盾的金鑰匙？作為碳利用的主要途徑之一，通過(guò)微藻生產(chǎn)“綠色原油”在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、用地、用水、全生命周期排放等方面還有什么問(wèn)題需要克服？離商業(yè)化還有多遠(yuǎn)？
1.微藻制油技術(shù)是實(shí)現(xiàn)能源安全和低碳發(fā)展的重要解決方案。
根據(jù)劍橋能源研究會(huì)的預(yù)測(cè)，2030年即使算上頁(yè)巖油等非常規(guī)石油，全球原油供應(yīng)仍然存在4000萬(wàn)桶/天的缺口；同時(shí)氣候變化對(duì)低碳燃料提出了很高的要求。應(yīng)對(duì)這兩大挑戰(zhàn)需要多元化的原油供應(yīng)，而低碳的微藻制油就是一個(gè)重要的解決途徑。該技術(shù)有三個(gè)有益特點(diǎn)：
一是可以變廢為寶，不斷再生，只需要陽(yáng)光、CO2、水和少量肥料（氮肥和磷肥），不需要珍貴的資源投入；二是吸收CO2來(lái)制造原油，可接近實(shí)現(xiàn)CO2的閉合循環(huán)，降低碳排放；三是作為新興農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，具有像水稻一樣大規(guī)模播種的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
2.微藻制油是最佳的生物燃料選擇。
作為光合作用效率最高的植物，4億年前微藻就通過(guò)吸收大氣中的CO2沉積下來(lái)構(gòu)成了我們今天開(kāi)采的油藏。技術(shù)進(jìn)步使得我們今天能夠利用同樣的原理大大加快大自然的光合作用過(guò)程。與其他生物質(zhì)燃料比較，微藻滿足了5項(xiàng)最佳原油替代燃料的原則：
1）不與糧食競(jìng)爭(zhēng)：在甘蔗、玉米、柳枝稷、大豆、亞麻籽等生物質(zhì)燃料中，微藻制油單位土地年產(chǎn)最多，而且使用的是不可耕種的土地。其他農(nóng)作物都需要淡水，而微藻用的是含鹽水或苦咸水。
2）可規(guī)?；?00萬(wàn)英畝的微藻耕種面積就可滿足美國(guó)100%的石油需求，而美國(guó)今天就已經(jīng)有9400萬(wàn)英畝玉米田和5800萬(wàn)英畝的小麥。微藻需要的土地不會(huì)與這些種糧土地形成競(jìng)爭(zhēng)。
3）具有成本競(jìng)爭(zhēng)力：2007年，微藻原油的生產(chǎn)成本在2000美元/桶左右，2012年已經(jīng)降到196美元/桶，預(yù)計(jì)在今后5-10年內(nèi)成本將進(jìn)一步下降至60-80美元/桶。而傳統(tǒng)原油生產(chǎn)的成本將會(huì)不斷上升。如果微藻能像生物乙醇一樣在美國(guó)享受補(bǔ)貼，那么今天它就具備競(jìng)爭(zhēng)力。
4）與目前的石油供應(yīng)系統(tǒng)完全兼容：微藻原油不需要重建輸油管道、煉廠、加油站等規(guī)模巨大的基礎(chǔ)設(shè)施，不需要改造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。微藻油品清潔而高質(zhì)量，與麻風(fēng)果提煉的生物柴油相比，微藻柴油的熱值更高。
5）降低CO2排放：生產(chǎn)1桶微藻原油需要600kgCO2，一個(gè)500MW的發(fā)電廠每天排放的CO2足以生產(chǎn)1萬(wàn)桶微藻原油。以圣焰公司的微藻柴油為例，全生命周期的CO2凈排放比石油柴油低68%。
3.微藻制油技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)
微藻制油技術(shù)有5個(gè)主要生產(chǎn)過(guò)程：
1）育苗：選擇了可商業(yè)化（即成長(zhǎng)迅速、含油量高、收獲簡(jiǎn)便、抗壓力強(qiáng)）的苗種進(jìn)行基因改進(jìn)，合成新苗種。上世紀(jì)70年代開(kāi)始美國(guó)農(nóng)業(yè)已經(jīng)從微生物和工業(yè)化農(nóng)業(yè)階段逐漸過(guò)渡到分子生物學(xué)農(nóng)業(yè)階段，微藻制油即是新階段的代表。
2）耕種：科學(xué)設(shè)計(jì)了育塘降低成本；
3）收獲：在傳統(tǒng)的污水處理廠去除有機(jī)物技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)化學(xué)絮凝，使得微藻更容易采收；
4）取油/處理：利用獨(dú)創(chuàng)的基于溶化劑的技術(shù)，微藻取油系統(tǒng)不需將微藻烘干，卻能大幅度提高取油率。
5）煉油：利用獨(dú)創(chuàng)的“加氫熱裂解”技術(shù)不需要給微藻脫水，而可以將所有蛋白質(zhì)均轉(zhuǎn)化為原油，油品質(zhì)量更高、油質(zhì)更輕。
4.微藻不僅有燃料市場(chǎng)，還有化工、農(nóng)業(yè)市場(chǎng)。除了綠色原油生產(chǎn)，微藻技術(shù)在化工產(chǎn)品領(lǐng)域和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)領(lǐng)域也有廣闊市場(chǎng)。
5.中國(guó)應(yīng)用微藻制油技術(shù)有良好前景。針對(duì)微藻制油技術(shù)的應(yīng)用條件（溫度、光照、水生作物環(huán)境、碳排放）評(píng)估顯示，中國(guó)東南沿海地帶均是適合微藻生長(zhǎng)的區(qū)域。
6.政府聯(lián)合設(shè)定政策支持框架。美國(guó)政府制定了未來(lái)10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用360億加侖可再生燃料的標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)能源部、農(nóng)業(yè)部、海軍三個(gè)部門聯(lián)合簽訂了備忘錄來(lái)支持可再生燃料的發(fā)展。微藻原油在美國(guó)海軍部分航線已率先使用。
美國(guó)政府規(guī)定，碳排放比石油產(chǎn)品低50%的生物燃料就可以作為先進(jìn)的生物燃料。微藻油品的排放比石油產(chǎn)品底70%，因此可以獲得政府對(duì)先進(jìn)生物燃料方面的支持。
1.能源安全與氣候變化問(wèn)題需要新的技術(shù)、新的方案。盡管美國(guó)頁(yè)巖氣革命與北美的油氣產(chǎn)量提高減緩了全球石油供應(yīng)的緊張局面，在中東等產(chǎn)油國(guó)快速增加本國(guó)能源消耗而減少出口能力的情況下，石油市場(chǎng)的長(zhǎng)期發(fā)展形式不容樂(lè)觀。微藻制油是增加石油供應(yīng)的多個(gè)方案中的其中之一。
2.與其他生物燃料相比，微藻確實(shí)具備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。微藻有不占耕地、不用淡水、單位面積產(chǎn)量高、工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)容易、CO2減排量大等特點(diǎn)，具有長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的潛力。應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)與規(guī)模化試點(diǎn)，加速成本的下降過(guò)程。
3.美國(guó)的創(chuàng)新精神值得學(xué)習(xí)。風(fēng)險(xiǎn)投資者眼光長(zhǎng)遠(yuǎn)，對(duì)支持未來(lái)技術(shù)創(chuàng)新起到重要作用，中國(guó)風(fēng)投相比較為短視。推進(jìn)能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命需要?jiǎng)?chuàng)新，中國(guó)應(yīng)重視中小公司在能源創(chuàng)新中的作用，促進(jìn)中小公司與大公司的合作。
4.中國(guó)已經(jīng)開(kāi)始微藻制油項(xiàng)目示范。目前已經(jīng)有在內(nèi)蒙古建有示范項(xiàng)目的計(jì)劃。選擇內(nèi)蒙古、而不是產(chǎn)量潛力更高的南方地區(qū)的原因是，中國(guó)煤炭生產(chǎn)集中于西北地區(qū)，有大量CO2排放，該地區(qū)不可耕種土地更廣，同時(shí)內(nèi)蒙古的煤炭工業(yè)廢水可以被回收用以微藻制油。
5.中國(guó)大規(guī)模應(yīng)用微藻制油技術(shù)存在挑戰(zhàn)：
1）土地。中國(guó)的土地本來(lái)就非常稀缺，糧食安全一直是國(guó)家長(zhǎng)治久安的首要問(wèn)題。適合微藻生長(zhǎng)的東南沿海更是糧食主要生產(chǎn)地，不具備大規(guī)模微藻種植的用地面積。美國(guó)目前的微藻用地雖然是不可耕種土地，但法律定義任為農(nóng)業(yè)用地；
2）轉(zhuǎn)基因工程在中國(guó)不被允許推廣；
3）投資難。中國(guó)缺乏成熟的資本市場(chǎng)，難以在短時(shí)間內(nèi)保障投資。目前美國(guó)沒(méi)有在條件差地區(qū)的成功案例，不具備在中國(guó)取得該技術(shù)投資的說(shuō)服力；
4）規(guī)模。由于土地等因素的制約，雖然現(xiàn)在有示范項(xiàng)目，但是中國(guó)規(guī)?；⑸虡I(yè)化生產(chǎn)需要更為長(zhǎng)期的時(shí)間；
5）其他潛在風(fēng)險(xiǎn)，比如微藻植株培育是否對(duì)其他物種構(gòu)成侵略，還需認(rèn)真評(píng)估與監(jiān)控。
6.微藻制油技術(shù)合作應(yīng)著眼全球。政府、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)之間可以在充分保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合作，開(kāi)展示范項(xiàng)目，在全球范圍內(nèi)共同推進(jìn)這一技術(shù)的進(jìn)步，為解決全球的能源安全和氣候變化問(wèn)題提供技術(shù)儲(chǔ)備。
油氣
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