藻類製油的希望與空想

藻類製油的希望與空想
知識通訊評論第85期

利用藻類製油，似乎是極具吸引力的發展方向，也已得到大量的投資，但其中還是有夸夸其談，需要時間來檢驗。

藻類不再是卑賤的池塘浮渣了；地位迅速上升，成為一些人口中未來最有前途的「綠色」燃料。隨著微軟創辦人蓋茨（Bill Gates）、美國軍方和埃克森美孚石油公司各方人馬鼓吹藻類的潛力，「在紐約市人行道上隨便找個人，都會聽說過利用藻類當能源的點子」，加州南舊金山的生技公司「太陽酶」總裁兼技術長狄龍（Harrison Dillon）說。該公司本月初簽署一份價值八百五十萬美元的合約，為美國海軍生產商用數量的藻類燃料。

藻類的光合細胞產生油膩的糊狀物，其中含有可以轉化為先進生物燃料的各種油類和乙醇。德州休士頓的能源諮詢公司「新興市場線上」總裁瑟蒙德（Will Thurmond）表示，自二○○七年以來，已有超過十億美元投注於將藻類轉換為能源的研發。總部設在加州聖地牙哥，慈善家蓋茨的投資支持的海藻生技公司「藍寶石能源」企業事務副總裁詹柯（Tim Zenk）說，「驗證對我們是有利的。」

藻類具有幾個主要特徵，使其成為理想的能量來源。它們可以生長在非農業用地，需要的面積也只是如玉米、大豆、棕櫚之傳統產油作物所需的一小部分。此外，海藻捕集二氧化碳，還能在家庭污水或鹹水中生長興旺。

「藻類生物燃料企業也許能在未來數年生產數百萬公升的石油，但大概不會上看幾十億公升。」
—–達辛斯

達辛斯

但是專家提出警告，藻類生物燃料要能有與傳統化石燃料競爭的經濟價值，仍有很難克服的障礙。挑戰包括了尋找可靠、高產量的藻類株種、防止其向外污染、發展符合成本效益的生長槽，以及高效率地從細胞中提煉油質。在科羅拉多州「國家可再生能源實驗室」（NREL）領導藻類生物燃料計畫的達辛斯（Al Darzins）說，「最終，一切都將歸於經濟環境，以及需要付出多少成本，能以每加侖一美元的基礎，來大規模商業量產這種海藻。」

二○○七年，美國大約消費了一千五百億公升的柴油。藻類生物燃料企業也許在未來數年能生產數百萬公升的石油，但大概不會達到幾十億公升；達辛斯說，「我們沒有基礎設施。」

迄今為止最大手筆的投資，來自石油巨頭埃克森美孚公司；該公司在七月份宣布，將與在加州拉霍亞，由基因組學先驅文特（J. Craig Venter）為一創辦人的「合成基因組」公司合作，在五至六年中投資六億美元。

埃克森美孚表示，它的投資取決於「合成基因組」所能達成的某些里程碑；如果他們的努力付諸實現，該公司預計將在投注數十億美元，進行藻類生物燃料的後期發展和早期商業化。「合成基因組」是在初期階段的企業，但該公司認為，它製成出了藻細胞，可直接分泌純粹的碳氫化合物，不必再用將細胞打破以提取油質的標準過程。

應發展出符合成本效益的藻類生長槽

其他進入藻類競爭行列的主要石油業者，包括在二○○七年與可再生能源實驗室合作的雪弗龍（Chevron），該公司並幫助重新啟動一個已於一九九六年終止的研究方案，但是未透露投入的金額。雪佛龍還在二○○八年一月宣布與太陽酶公司的協議，雖然合作雙方對合作性質，僅提供模糊的細節。今年八月，英國石油公司（BP）宣布對於總部設在馬里蘭州的營養科學公司馬泰克生物科學（Martek Biosciences，）的藻類研究，投入一千萬美元。

此外，陶氏化學公司（Dow Chemical Company），支持了「藻醇生物燃料」（Algenol，位於佛羅里達州博尼塔泉，以產乙醇的藻類見長的公司）角逐美國能源部的兩千五百萬美元研究獎助。如果藻醇生物燃料獲得撥款，將與陶氏共同在陶氏位於德州自由港的廠區興建一座試驗工廠，以期捕集工業排放的二氧化碳，製造藻類衍生的乙醇，並生成塑膠主要成分的乙烯。

在此時，藍寶石能源已從投資界大亨，包括蓋茨的梯瀑投資公司（Cascade Investments）和洛克菲勒家族的創投公司「投石」（Venrock）獲得超過一億美元。藍寶石能源利用基因工程提高幾個藻類的特性，包括加強對天敵的防護和降低採收成本。它還致力於以基因工程操縱藻類，使其產出的油幾乎與從地下開採的原油相同。

與太陽酶的合約，是美國海軍有史以來以商業規模，大量生產新世代生物燃料的第一份合約。該合約規定，太陽酶在未來一年中提供約七萬五千公升的F-七六可再生燃料（成份類似柴油）。狄龍說，「這確實移除了在有趣研究方向與真正產能之間的先天障礙」。

仍有許多挑戰尚待克服。今年五月，藻類技術的領先者、自二○○一年起已募集約七千萬美元投資的「綠燃料科技」宣布倒閉。總部設在麻州弗雷明漢的研究和分析公司IDC「能源透視」的能源分析師賈菲（Sam Jaffe）表示，綠燃料追求太多不同的技術，包括昂貴的溫室以控制藻類生長的條件。 「生長藻類並不難，」賈菲說，「但將之商業化並從中賺錢的關鍵是降低成本。」

其中一個最大的挑戰，是要大規模地複製實驗室的條件。在實驗室中，控制藻類生長，並找到能產生大量石油的菌株是容易的事；達辛斯說，「但把這種在實驗室表現優良的生物，和把它放在面積以畝計的戶外池塘，就是完全不同的事了。」。為此一些公司選擇使他們的藻類生長在封閉的「生物反應器」裡。但建造生物反應器的成本，可能貴到不可行。達辛斯表示，到底要用開放式池塘還是關閉式生物反應器，藻類研發社群看法「仍然分歧」。

對藻類技術如此多的熱情以及投資者的利益，造成新公司幾乎在一夜間如雨後春筍般湧現。一些專家說，由於許多技術背後的科學未經同行審查，而是由私人持股公司完成，衡量他們的進展很困難。「一方面，你收到他們的宣傳，而另一方面他們嚴密保護一切資訊，使得你無法去評價」，華盛頓大學波泰爾校區的保育生物學家古魯姆（Martha Groom）認為這很使人困擾。

如何量產是藻類燃料發展的一大難題

專家說，一些公司對於他們的藻類能產生多少燃料，說法啟人疑竇。「不幸的是，很多人兜售這些技術，但沒有生產數據的支持，」七月在科羅拉多州西南部的煤層天然氣電廠開設了一條海藻油示範生產線、總部設在科羅拉多州柯林斯堡的可再生能源公司的日利斯生物燃料（Solix Biofuels）執行長亨斯頓(Doug Henston)認為，這是不幸的發展，因為這掩蓋了真相，並建立不切實際的期望。

日利斯公司希望將其產能從目前的每年每公頃約一萬四千公升，推升至每年每公頃三萬七千至四萬七千公升。然而，一些初創公司聲稱，他們的油質產能高達每年每公頃九十萬公升，亨斯頓說，這是「從熱力學就知道不可能」的。

太陽酶的狄龍說，最近參與其事的投資界大亨、石油巨擘以及美國軍方將有助理出一個頭緒，來區別出有潛力的企業和沒有希望者。「我認為我們已經獲得了一些實際的期望，這是一件好事。」他說，「有很多人在炒作。但這有其時限，往往當有實際期望的主要參與者開始入場時，這類的嘴砲就大限將至。」