美國弗若斯特沙利文公司最新發(fā)表的研究報告認(rèn)為，隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速增長，石油等化石能源大量消耗、日益匱乏。由藻類制成的綠色可再生燃料因與原油的化學(xué)成分相似，被認(rèn)為是很好的替代燃料。品種繁多、不需新建昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施、滿足軍事和航空領(lǐng)域的技術(shù)規(guī)范、原料生長環(huán)境多樣化、可減少溫室氣體的排放，都將成為藻類生物燃料市場的推動因素。
迅速商業(yè)化是關(guān)鍵
弗若斯特沙利文指出，預(yù)計在未來20年中，世界可再生燃料需求量的增長率將達(dá)60%，這將對藻類生物燃料市場起到極大地推動作用。對藻類燃料市場而言，大幅削減成本以實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)和減少潛在的碳排放量是未來的發(fā)展趨勢。因此，開發(fā)新技術(shù)、與大公司合作、迅速實現(xiàn)商業(yè)化是藻類生物燃料公司成功的關(guān)鍵。
藻類生物燃料市場主要由北美和歐洲公司主導(dǎo)，同時印度、以色列和中國的一些企業(yè)也在不斷擴(kuò)展業(yè)務(wù)。總部位于舊金山的Solazyme公司獨特的暗發(fā)酵技術(shù)，可以大規(guī)模地將藻類快速有效地轉(zhuǎn)化為生物然料，今年該公司有望為美國海軍提供超過2萬加侖的燃料；總部位于科林斯堡的Solix生物燃料公司是唯一一家藻類生長系統(tǒng)技術(shù)供應(yīng)商，用于控制光合反應(yīng)器中微藻的培養(yǎng)環(huán)境，其光合反應(yīng)器可生產(chǎn)開放池系統(tǒng)7倍的生物燃料量；總部位于圣地亞哥的Sapphire能源公司，于2008年成功地由藻類生產(chǎn)了符合美國社會檢測和材料認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的91#汽油，2009年其生物燃料參與了波音737-800飛機(jī)的試飛，并為世界第一臺越野旅游車提供了藻類綠色燃料。
生產(chǎn)方法多種多樣
藻類具有分布廣泛、油脂含量高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、生長周期短、產(chǎn)量高等特點，目前用于生產(chǎn)藻類的方法主要有光合反應(yīng)器法、開放池法、發(fā)酵容器法、浮動農(nóng)場以及離岸生產(chǎn)。
光合反應(yīng)器是指用于藻類培養(yǎng)的封閉系統(tǒng)，所需的營養(yǎng)物質(zhì)、二氧化碳以可控方式提供。封閉光合反應(yīng)器因其全年的高密度而更高效，但為實現(xiàn)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，光合反應(yīng)器需克服一系列環(huán)境障礙，如供應(yīng)水缺乏、大分水嶺持續(xù)用水的影響、潛在的高電力投入等。
開放池法是指用于藻類培養(yǎng)的淺水池塘，養(yǎng)分由附近土地的徑流水或水處理廠的通道水提供。通常情況下，池內(nèi)水在槳輪結(jié)構(gòu)作用下完成混合。開放池系統(tǒng)的可持續(xù)培養(yǎng)面臨一定挑戰(zhàn)，特別是在水資源稀缺、生態(tài)系統(tǒng)面臨危險、水處理等相關(guān)環(huán)境效益缺乏的地區(qū)。
暗發(fā)酵容器比其他培養(yǎng)系統(tǒng)更易擴(kuò)大規(guī)模，因為水和光的投入不會增加系統(tǒng)設(shè)計的困難。暗發(fā)酵系統(tǒng)可擴(kuò)展性所面臨的挑戰(zhàn)是潛在的環(huán)境成本及有機(jī)基質(zhì)原料的季節(jié)性。
用浮動農(nóng)場中的大藻生產(chǎn)生物燃料收益比微藻低，也很可能因為插入現(xiàn)有水體的屏幕、過濾器轉(zhuǎn)移河水的自然流向而影響水生生物。
海藻培養(yǎng)的另一種方式為離岸生產(chǎn)，優(yōu)點是藻類生物生長的位置擴(kuò)大、支撐結(jié)構(gòu)材料的使用減少、反應(yīng)器體積增大、擁有較好的光接觸、免費的溫度控制以及免費的生物培養(yǎng)攪拌。
發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)
總體上看，廉價且豐富的藻類生物燃料有望成為國際原油資源稀缺價格居高不下的有效解決辦法。此外，大規(guī)模藻類生物燃料的生產(chǎn)還將帶來數(shù)以千計的直接或間接就業(yè)機(jī)會。因此，藻類生物燃料很可能成為未來最重要、最高效的可再生能源之一。但是市場的發(fā)展同樣面臨著諸多挑戰(zhàn)，主要包括：轉(zhuǎn)基因生物或更好藻株的篩選、藻類脂質(zhì)含量的提高、半透明藻類自身陰影影響的減弱、培養(yǎng)環(huán)境中對其他菌株容忍力強(qiáng)的藻株培養(yǎng)、大規(guī)模藻類生物燃料生產(chǎn)所需大量二氧化碳的供給等。同時，藻類的可持續(xù)培養(yǎng)還應(yīng)考慮水和土地的使用，生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)健康的潛在影響、基礎(chǔ)設(shè)施建造安裝、材料毒性、電力需求及廢物處理等諸多問題。
另外，資本是藻類生物燃料公司面臨的最嚴(yán)重問題。2009年的經(jīng)濟(jì)低迷以及金融市場的波動阻礙了私人投資者對藻類生物燃料項目的投資，整個市場需要更多的先進(jìn)技術(shù)及贈款資金以降低工程造價。轉(zhuǎn)基因生物的條例也將延遲藻類生物燃料的商業(yè)可行性，由法規(guī)變化引起的未來補(bǔ)貼和稅收的不確定性，大規(guī)模產(chǎn)量商業(yè)化的不確定，都將限制藻類生物燃料市場發(fā)展。
