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海洋中的大型海藻養殖場將成為未來生質燃料的來源之一

2020/06/18 @國際

摘要

美國Marine BioEnergy公司與南加州大學合作海藻養殖試驗,在太平洋海域築造大型海藻養殖農場,並應用潛艇無人機、感測器、自動拖船等硬體設施,使農場白天、夜晚輪流停在海水面上與深海底處進行海藻養殖,期許此項研究能為生質能源研究開啟新的篇章。

海洋中的大型海藻養殖場將成為未來生質燃料的來源之一

  生質能源由於其可再生性,被許多國家視替代石油燃料相對環保的選擇,但生產諸如玉米酒精這類生質能源會消耗大量的土地、肥料和淡水資源,不僅消耗本來就有限的糧食,還會帶來其他污染問題。如何同時兼顧生產能源又不損害日益增加的人口所需食物量,海藻是個可行的解決方法,不需要消耗任何既有資源,還可利用海洋尚未開發的巨大潛力。然而,要使海藻成為大規模的生質能源選擇,有一些障礙必須克服。

  美國能源高等研究計劃署(ARPA-E)有一個名為MARINER的計劃,專門支持海藻新能源產業種植、採收、運輸和育種選擇等技術和系統的研究開發,像是提供資金援助建立配備感測器的海藻養殖場,可藉水下小型無人機追踪海藻生長並檢測破壞情形,或是研發可以拖運物資或採收海藻,被稱為「海上曳引機」的自動拖船都是計畫資助的一部分。Marine BioEnergy是一間正在執行ARPA-E計畫的公司,目標是在太平洋中建造大型海藻養殖場,收穫海藻並透過化學流程轉化為沼氣乙醇等能源,以提供使用。同時期望能改善大部分大型海藻不會生長於遠洋海域的問題,因為遠洋海水表層有陽光照射但養分稀少,而較深的海水區域富含養分但缺少陽光,不利於大型藻類生長。Marine BioEnergy的科學家們想出了解決方法,他們計畫在漂浮於海上的農場種植大型海藻並將其與潛艇無人機連接,白天時農場停留於海水表面讓藻類行光合作用,而在夜間、暴風雨或船隻行經時無人機將消耗白天儲存於太陽能板的能量將農場拖到水下獲取營養,每隔幾個月將整個海上農場拉至收割地點採收海藻。研究結果去年首次與南加州大學合作進行的田野試驗,所得到的初步成果令人振奮。【延伸閱讀】無人機為日本高齡農民提供高科技幫助

  ARPA-E計劃負責人表示,若要減少美國經濟活動所造成的大量碳排放,許多分析顯示,生質能源需要占美國能源使用的20%至25%,而海藻生質能源對氣候的潛在好處也持續在研究中。ARPA-E的另一個目標是減少藻類生質能源的碳排放,儘管海藻的生產和轉化成生物能源的過程仍然需要一些能源消耗,但不會像化石燃料那樣將新的碳釋放到大氣中,雖然燃燒時會釋放出碳,但這些碳排放僅是大型藻類在生長時所捕獲的,這意味著碳足跡的生成將不到汽油的一半。然而,因為擔心潛在的生態影響和未經證實的氣候效益,並非所有人都認為這是一個好主意,儘管依然存在許多問題待解決,但海藻提供降低碳排放的願景仍使海藻生質能源值得被探索研究。

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