海藻变石油

（文 / 尹伊）

近日，西班牙阿利坎特市生物燃料系统公司利用绿藻生物研制出了能在不断循环中吸收二氧化碳的可再生“生态石油”。

这种生态石油的颜色像海藻，是绿色的，每毫升石油中含有数亿个单细胞生物。经过数年研究，研究人员找到了在人工环境中培育这种生态石油的科学方法。它的出现是阿利坎特市和巴伦西亚市各个大学生物技术、化学工程和海洋科学研究人员共同努力的结果，其主要牵头人则是阿利坎特大学生物技术教授克里斯蒂安·戈米斯和热力学工程师伯纳德·斯特洛索。伯纳德希望能找到一种通过海洋生物吸收二氧化碳、释放氧气同时实现自身生长和繁殖来加快光合作用的方法，最后他在海洋生物学家戈米斯那里找到了答案。

据西班牙媒体报道，研究人员挑选了大约30种绿藻生物，用太阳光、二氧化碳和少量的磷和氮对它们进行培育。这种人工环境没有剧烈的气温变化，也没有洋流，绿藻的生长和繁殖过程大大加快。通常海洋环境中绿藻生物的集中程度为每毫升300个，但生物燃料系统公司的系统可以将绿藻培育数目提高到每毫升2亿个。

研究人员用装在一个高3米、直径0.7米的透明塑料圆桶中的绿色液体来培育数千亿个这样的藻类细胞个体，每隔12个小时，这些个体就会一分为二。研究人员每天将圆桶中的培养液倒出一半，将这一半液体经过离心后留下有机物质，然后再用水灌满圆桶，以便剩余的细胞个体继续繁殖。分离后的有机物质呈糊状，用于提炼或者干燥碳化。这个过程就像在海洋里一样，但密度要高很多。或者就像2亿年前在地球上发生的那样，浮游植物群遇到灾变被埋葬，直到150年前人类开始对它们进行开采。它们被称为石油，是此后社会赖以发展的燃料。

而生物燃料系统公司研制的生态石油并不像原油那样是黑色的，也不含在石油形成过程中进入的硫和重金属。它只是一种含有纤维和细胞膜中的硅的有机物质，每公斤有机物质团含有5700千卡热量，就像煤炭一样。它可以用来发电，而发电厂产生的二氧化碳则可以用来培育在另一边工厂生长的生态石油，两者互相供应原料，互为补充。炼油厂也可以进行同样的运作。

伯纳德表示，这个过程是对海洋中浮游植物群转换太阳能方式的模仿，海藻是不死的生物，因为它们会不停地生长。属于海洋浮游植物群的数万种藻类的结构中有一多半是油脂。因为油的密度比水小，这样它们就可以漂浮在海面上获得更多的阳光，光和二氧化碳是它们进行光合作用的两种主要原料。

生物燃料系统公司现在已经做到在2立方米的水中每天生产6公斤生态石油。这比种植大豆等生物燃料作物的效率要高数千倍，而且使用土地面积少，侵害性也不大。生物燃料系统公司的下一步目标是在1年内建立第一个以生态石油为燃料的电厂，发电能力为30兆瓦，该电厂需要1公顷土地来安装培育绿藻的圆桶以及其他人工环境。

实际上，绿藻可产生的新能源不仅是“生态石油”。日前，德国比勒费尔德大学和澳大利亚昆士兰州大学的生物学家合作，成功培植出一种能够产生大量氢气的转基因绿藻，为未来生产氢能源提供了一条生物途径。

生物学家很早就知道，绿藻具有很强的“氢”光合作用的功能，能在阳光照射下产生氢气。但绿藻产生氢气的效率比较低，通常每升绿藻只能产生100毫升氢气。由德国和澳大利亚科学家合作培植成的转基因绿藻每升可产生750毫升氢气。目前野生绿藻的光氢气转化值约为0.1%，人造绿藻可以达到2%～2.4%，如果通过基因改造的绿藻的光氢气转化值能够达到7%～10%，将具有实际经济应用价值，科学家希望在5至8年内能实现这一目标。

德国和澳大利亚生物学家从2万多个藻类样品中筛选出了20个样品，从中培植出名为Stm6的转基因绿藻。德国鲁尔大学也研制出一种生物电池，即一种利用绿藻酶生产氢气的微型生物反应器，每秒可产生5000个氢分子。鲁尔大学的生物化学教授托马斯·哈伯称，利用生物酶生产氢气具有很大的潜力，这是一项很有意思的技术，但真正产生经济效益还需要时间。 生物技术科普石油海藻