全球每年產(chǎn)生大量廚房廢油,但由于來源分散,回收難度加大。據(jù)統(tǒng)計,原材料收集成本占生物燃料成本的70%-80%。然而,木本油料植物受季節(jié)影響,難以維持可持續(xù)供應。糧食原料存在著“人爭糧”、“人爭地”的問題?,F(xiàn)有油料作物不符合生長周期短、含油量高的特點。
即所有轉(zhuǎn)化過程將不可避免地導致新的污染源,包括二氧化碳和其他污染物的排放;如果煉油后的廢渣,特別是煉油廢油的廢渣處理不當,也會造成污染,治理污染的成本終會增加到成品油的價格中。
例如,為了監(jiān)督廢油的去向,促進廢油的回收和利用,英國已迫使餐館安裝烹飪廢油回收系統(tǒng);荷蘭廢油回收由資助,降低了生物航空燃料精煉企業(yè)的高回收成本;在日本,廢油由回收公司回收,并由購買。如果生物燃料要完全取代石油產(chǎn)品,不僅需要解決成本問題,還需要建立一個完整的生物燃料供應鏈。
生物燃料的佳解決方案即微藻,大小從幾微米到數(shù)百微米不等。它們可以地生產(chǎn)脂類、蛋白質(zhì)、多糖和其他有機物質(zhì)。它們對環(huán)境適應性強,體積小,繁殖速度快。其中,油脂可以通過酯交換反應轉(zhuǎn)化為生物柴油。
20世紀70年代,美國能源部為了發(fā)展可持續(xù)能源,對微藻進行了大規(guī)模的收集、篩選和鑒定,終獲得了300多種產(chǎn)油微藻,即脂類占細胞干重20%以上的微藻。其中,小球藻微球菌的脂比高達68%。據(jù)估計,藻類的年產(chǎn)油量可達到每公頃養(yǎng)殖面積15000至80000升。
為什么微囊藻有如此高的脂比?答案在于其特的碳封存能力。光合作用是自然界生物固碳的基礎(chǔ)。地球上每分鐘大約有300萬噸二氧化碳和110萬噸水可以通過光合作用轉(zhuǎn)化為200萬噸有機物,同時可以釋放210萬噸氧氣。