利用藻類制造食品和燃料的時(shí)代即將拉來帷幕。藻類還有望用于飛機(jī)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，目標(biāo)是2020年前后開始量產(chǎn)。
在東京某處，每到周六，因顧客和游客而變得熙熙攘攘的街區(qū)一角都會(huì)出現(xiàn)一輛黃綠色的旅行車。這是生物風(fēng)險(xiǎn)公司Euglena運(yùn)營(yíng)的移動(dòng)銷售車“Euglena Farm號(hào)”。
看到寫著“綠眼蟲不是蟲，是藻！”的手寫招牌，情侶們和身穿校服的高中生紛紛駐足觀望。
“綠眼蟲”的學(xué)名是眼蟲藻（英文是Euglena），是一種藻類。Euglena公司在沖繩縣石垣島的戶外工廠培養(yǎng)眼蟲藻，以其精煉品為原料制造營(yíng)養(yǎng)食品和化妝品，通過移動(dòng)銷售車和互聯(lián)網(wǎng)銷售。
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| Euglena公司的移動(dòng)銷售車每周六都會(huì)在東京的自由之丘銷售以眼蟲藻粉末為原料的“眼蟲藻拿鐵”等 |
眼蟲藻究竟是什么味道呢？筆者嘗了一下以眼蟲藻粉末為材料的“眼蟲藻拿鐵”，味道跟抹茶類似，挺好喝的。
眼蟲藻既有以鞭毛游動(dòng)的動(dòng)物特征，又有可進(jìn)行光合作用的植物特征，富含維生素、礦物質(zhì)、氨基酸等59種營(yíng)養(yǎng)素。Euglena公司研發(fā)部長(zhǎng)鈴木健吾介紹說，“（眼蟲藻）含有人體必需的幾乎所有營(yíng)養(yǎng)成分”。
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| Euglena公司利用營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的眼蟲藻，推出了多種食品和營(yíng)養(yǎng)輔助食品 |
Euglena公司2005年在全球首次成功在室外大量培養(yǎng)眼蟲藻。培養(yǎng)時(shí)無需特殊肥料等，也無需像“植物工廠”那樣人工照射光。
今后，隨著人口的爆發(fā)性增長(zhǎng)，全球的食品需求將激增。食品增產(chǎn)需要投入大量的資源和燃料，可能會(huì)導(dǎo)致環(huán)境破壞和二氧化碳增加。而只用太陽能就可以培養(yǎng)、而且富含大量營(yíng)養(yǎng)成分的眼蟲藻作為解決這食品問題的對(duì)策受到關(guān)注。
不會(huì)與食品生產(chǎn)形成競(jìng)爭(zhēng)
眼蟲藻體內(nèi)儲(chǔ)藏有大量的油，提取這些油進(jìn)行精煉后，還可以作為燃料使用。實(shí)際上，Euglena公司的移動(dòng)銷售車就是利用從眼蟲藻中提取的燃料驅(qū)動(dòng)的。藻類活用的第一候選用途就是生物燃料。
已經(jīng)實(shí)現(xiàn)實(shí)用化的、利用甘蔗、玉米和棕櫚等制造的生物燃料雖然確立了高效率生產(chǎn)技術(shù)，品質(zhì)也很穩(wěn)定，但會(huì)與現(xiàn)有的食品生產(chǎn)形成競(jìng)爭(zhēng)，這是一大難題。而尚未開始利用的藻類則基本不必?fù)?dān)心這方面的問題。
另外，藻類的產(chǎn)油率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他生物質(zhì)。有報(bào)告顯示，如果在一公頃的土地上培養(yǎng)可大量產(chǎn)油的藻類，可生產(chǎn)的燃料量是相同面積棕櫚田的10～20倍。從藻中提取的油含有大量發(fā)熱量高的碳化氫，因此適合用于飛機(jī)的噴氣燃料。
Euglena公司的目標(biāo)是在2020年前后量產(chǎn)源自眼蟲藻的噴氣燃料。不過，為此必須投入巨額研發(fā)資金。在很多生物風(fēng)險(xiǎn)公司都在為籌資而苦惱的情況下，Euglena因還向大型連鎖餐廳丹尼斯和大型乳企協(xié)同乳業(yè)等供應(yīng)原料，取得了良好的業(yè)績(jī)。預(yù)計(jì)2014財(cái)年（2013年10月～2014年9月）的合并銷售額約為31億日元，將連續(xù)10年實(shí)現(xiàn)增收，營(yíng)業(yè)損益也將連續(xù)5年盈利。
Euglena公司把營(yíng)養(yǎng)食品和化妝品等高附加值產(chǎn)品的收益用于燃料開發(fā)，穩(wěn)步開拓新市場(chǎng)。
藻類生物燃料實(shí)用化時(shí)面臨的最大課題是成本。噴氣燃料的價(jià)格為每升100日元左右。藻類生物燃料要想與石油競(jìng)爭(zhēng)，必須使單價(jià)降低一位數(shù)。
100m2規(guī)模的戶外培養(yǎng)槽
IHI公司與生物風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)Gene & Gene Technology、Neo Morgan研究所于2011年設(shè)立了合資公司IHI NeoG Algae，開發(fā)了低成本量產(chǎn)藻類生物燃料的技術(shù)。
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| IHI等2013年投入使用的100m2級(jí)戶外培養(yǎng)槽。研究榎本藻的量產(chǎn)化技術(shù) |
IHI NeoG Algae公司使用的是以產(chǎn)油量高而聞名、俗稱“油藻”的布朗葡萄藻的一種，以開發(fā)者的名字命名為“榎本藻”。這種藻的最大特點(diǎn)是，繁殖速度達(dá)到普通布朗葡萄藻的1000倍。由于能量大部分用于產(chǎn)油，所以油藻的繁殖速度一般都較慢。而榎本藻是產(chǎn)油、繁殖兩不誤，稱得上是劃時(shí)代的藻類。
不過，在戶外培養(yǎng)時(shí)，無法避免蟲子、雜菌和其他藻類等“入侵者”。不但無法控制氣溫和濕度，還會(huì)遭遇臺(tái)風(fēng)和暴雨。因此要在這種嚴(yán)峻的自然環(huán)境中穩(wěn)定生產(chǎn)。
藻類是在盛有水的20～30cm深的培養(yǎng)槽中培養(yǎng)。IHI NeoG Algae公司2013年在橫濱市設(shè)置了100m2的戶外培養(yǎng)槽，展開了實(shí)證試驗(yàn)，確認(rèn)可在戶外進(jìn)行大量培養(yǎng)。
IHI新事業(yè)推進(jìn)部生物項(xiàng)目組擔(dān)當(dāng)部長(zhǎng)成清勉介紹說，為了確認(rèn)是否能低成本生產(chǎn)，“培養(yǎng)時(shí)即使被風(fēng)吹進(jìn)異物或者遭遇暴雨，也沒采取任何措施，但仍然發(fā)揮出了高繁殖力”。
IHI NeoG Algae公司接下來打算設(shè)置幾千平方米規(guī)模的戶外培養(yǎng)槽，于2015年啟動(dòng)試驗(yàn)。
成清表示，“利用目前的技術(shù)，以幾百公頃的大規(guī)模培養(yǎng)槽量產(chǎn)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)每升500日元左右的成本”。
今后，為進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，將繼續(xù)研究符合榎本藻特性的最佳培養(yǎng)方法。目前，從培養(yǎng)到收獲、提取、精煉等一系列工序都是人工操作，今后將推進(jìn)使之最大限度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的研究。
與此同時(shí)，還將研究提取油之后的殘?jiān)挠猛?。成清表示?ldquo;殘?jiān)幸埠杏杏贸煞郑拥艉芸上?rdquo;。如果能通過銷售這些物質(zhì)確保收益，還有望進(jìn)一步降低燃料價(jià)格。
IHI NeoG Algae的最終目標(biāo)是，2020年以后在日照時(shí)間長(zhǎng)且能以低價(jià)格確保廣闊土地的海外啟動(dòng)數(shù)百公頃規(guī)模的培養(yǎng)工廠，以與石油產(chǎn)品不相上下的價(jià)格銷售噴氣燃料。
“領(lǐng)先10年”的美國(guó)
另外，在藻類研究方面業(yè)績(jī)顯赫的筑波大學(xué)正在進(jìn)行利用Aurantiochytrium藻、在污水處理廠生產(chǎn)燃料的研究。
這種藻不進(jìn)行光合作用，而是一邊蠶食周圍的有機(jī)物一邊高速繁殖，能夠分解污水中的有機(jī)物，在體內(nèi)蓄積油脂，因此可同時(shí)實(shí)現(xiàn)污水處理和燃料生產(chǎn)，可謂一石二鳥。
而且，利用Aurantiochytrium制造的碳化氫——角鯊烯油還能用于化妝品、藥品和營(yíng)養(yǎng)食品等廣泛的領(lǐng)域。
如上所述，可以說藻類生物質(zhì)是非常有前景的環(huán)保材料。不過，日本在藻類燃料的實(shí)用化方面起步較晚。
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| 筑波大學(xué)等3月24日設(shè)立的藻類生物質(zhì)及能源大規(guī)模實(shí)證設(shè)施 |
筑波大學(xué)研究生院教授兼校長(zhǎng)助理對(duì)此抱有危機(jī)感，稱“比美國(guó)晚了10多年”。
1993年，日本啟動(dòng)了討論多種新能源可能性的國(guó)家項(xiàng)目“新陽光計(jì)劃”，其中就包含藻類生物燃料。但憑當(dāng)時(shí)的技術(shù)未能取得優(yōu)異成果，因此在能源政策中被排在了靠后的位置。
而美國(guó)則從那時(shí)起開始投入巨額的國(guó)家預(yù)算來推進(jìn)藻類的研究開發(fā)。在為了保障安全而推進(jìn)燃料國(guó)產(chǎn)化的美國(guó)，軍隊(duì)大量購(gòu)買生物燃料，生物風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)大賺一筆。
美國(guó)生物風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)Sapphire Energy正在與美國(guó)能源部和農(nóng)業(yè)部合作，開展量產(chǎn)化驗(yàn)證項(xiàng)目。預(yù)定2014年內(nèi)建成面積達(dá)120公頃的示范工廠。
日本在風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)的主導(dǎo)下開始利用藻類生物質(zhì)。要想將藻類作為一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展，必須進(jìn)一步增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。
