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微藻不起眼 固碳立大功

  微藻不能重视碳固体立法

  世界着名的“经济学人”杂志曾在一篇文章中表示,虽然能源公司对“碳捕获与储存”技术抱有很高的期望,但还有两个问题没有解决:一个是昂贵的,另一个是没有人知道这个技术并不是真的有用。或者,深层二氧化碳不会泄漏。据中国华能集团科技部部长蒋敏华介绍,按现有技术估算,碳捕集成本约为200元/吨,实际从加工到商业加工所需的实际金额需要增加每吨150人民币投资。近日,山东科技大学重点研究了工业废气排放,开发了塔式三维培养反应器,实现了微藻的生物固碳作用,副产品微藻连续湿法生物原油生产技术用于碳捕获和捕集碳处理找出一个实用的方法。该技术以电厂烟气为二氧化碳源,在塔式立体反应器中连续培养微藻,实现二氧化碳固定和微藻生产,将成熟的微藻引入生物原油制备单元,实现微藻油的工业化生产。为此,记者就技术成本和未来发展等相关问题采访了山东科技大学组长田远宇。
产油微藻碳汇为何成为热点地区?田远宇表示,目前认为海底封存,废弃煤矿封存,油田封存等有效的二氧化碳捕获和封存方法都存在成本高,运行困难,潜在环境灾害等问题。固定二氧化碳的生物学方法是固定碳在地球上的主要有效途径。与此同时,能源短缺是全球性的问题。发展低碳可再生能源和生物质能源是解决能源短缺的重要途径。如果能利用二氧化碳来生产生物质油,那么二氧化碳的损害是为了利益,变废为宝,为什么不呢? “微藻适应性广,产油效率高”。田原宇泄露了这个秘密。藻类种类繁多,到目前为止已知约有3万种,但藻类的习性多样,适应环境,几乎在地球上存在藻类;在这一时期,一公顷的玉米可以生产172升的生物质燃料。一公顷的大豆可以产生446升。一公顷的油菜籽可以产生1190升。一公顷的棕榈树可以产生5950升,而一公顷的微藻可以产生95000升。值得注意的是,地球上90%的光合作用是通过藻类进行的。微藻能有效利用太阳能,通过光合作用固定二氧化碳,将无机物质转化为氢,高度不饱和的烷烃,脂肪等能量物质;而微藻生物能可再生,燃烧不排放有毒有害物质,大气中的二氧化碳无净增加。如何微藻油生产?塔原裕说塔是石化设备常用的,是气液相或液相和液相物质之间转移的设备。该研究小组开发了立体微藻立体栽培微藻固定二氧化碳技术,主要设备是一种适合于微藻塔式立体培养箱的生长,含塔二氧化碳的电厂烟气塔底分段,一步一步溶解碳脱氧,并且外排的部分;含藻物种的培养液逐步从塔顶到塔底,通过光合作用完成微藻的一个生长周期;塔底微藻类与培养液分离,大部分藻类液体是从外界排出微藻类和养殖液体,一小部分藻类作为藻类种类,养殖后液体回收养殖液体,用水产养殖液体回到塔顶进行回收利用,连续种植微藻和二氧化碳减排耦合剂,最终实现二氧化碳的固定和资源化利用。该方法使用分级式感应塔式反应器和液体高滞留时间塔盘,以及分离单元,泵系统,高压分解器,再加热炉等设备。整个生产设施立体布局,占地面积小,有助于溶解碳脱氧,藻类剪切作用小,耗电量不大,解决了溶氧积聚问题,易于扩大和大规模生产。这种技术设备比较简单,投资也不大,微藻高压湿法工艺液体燃料处理和加工成本低,微藻生物质生物质燃料转化率高,平均可达33MJ / kg,是木材或农作物秸秆1.5倍。微藻碳固存油的生产经济效益如何?以60万千瓦燃煤电厂为例,年排放二氧化碳260万吨,占二氧化碳捕集封存率的75%,微藻转化率30%,微藻液化石油产量也是30%,二氧化碳综合治理成本估计低于200元/吨。二氧化碳捕集量:260×75%= 195万吨;微藻转化率:195×30%= 58.5万吨;生产微藻液化油:58.5×30%= 17.55万吨;产值17.55×0.25 = 4.39亿元(油价2500元/吨);成本:195×0.02 = 3.9亿元;毛利:4.39-3.9 = 4.9亿元。 “对于这个项目,在隔离和利用二氧化碳的同时生产了97.5万吨氧气,另外如果把这个项目的二氧化碳排放纳入清洁发展机制(CDM),可以获得额外的收入。”田远宇非常看好这项技术的经济效益。但是,这项技术的产业化后,不可能利用阳光。因此,电力已经成为这项技术的最重要的消耗品。面对这个问题,田园宇解释说,户外养殖可以利用自然光,但是难以为户外微藻的工业化养殖找到足够的空间。因此,工业生物固碳技术必须采用人工光源,解决方案除了选用高效率的LED光源系统外,只能提高微藻培养的密度和生长速度,相对减少能耗和相应增加减排量。塔生物封存技术有哪些困难? “一个技术总是有极限的。”田远宇说,目前这个技术最大的难点就是高碳减排藻种的选择,如果不能很好的解决藻类的问题,我们不能保证二氧化碳的转化利用,原先用36小时培育出一代微藻,现在与中国海洋大学毛云祥教授合作筛选10多个小时培育出一代藻类。 ,通过筛选和基因工程,有进一步缩短的可能;微藻大致分为两类,一类是生产生物柴油的产油微藻,其3 + 1筛选标准为:快速生长;适应以各种极端或胁迫生理条件(盐,光照和光照胁迫,光氧化胁迫,营养基质胁迫);含油量≥60%;具有较高的潜力综合利用价值。作为减少二氧化碳的微藻,它是一种持续的生物碳封存,旨在最大限度地增加可生物固定的二氧化碳量和生物质副产物,并应适应大规模工业二氧化碳排放。减少二氧化碳排放量以满足大规模的工业排放。因此,“藻类”减排4 + 1标准快速增长,适应高浓度二氧化碳和烟气处理的极端条件(高温,酸性,二氧化碳,氮氧化物和二氧化硫); );高密度文化;抗聚结。目前,该研究小组已经找到了与其合作伙伴一起迅速发展的固体固碳物种。藻类具有较小的长宽比,更容易培育。它通过20层盘子成熟;它生长迅速,产生大量的生物质,大大减少了温室气体的排放。另外,这种技术还有另一个缺点。微藻对环境具有相应的适应性,在高浓度二氧化碳环境下不能正常生长。如果高浓度的二氧化碳稀释到可用的程度,那将是经济上不经济的。田远宇希望未来与其他科研院所,高校和企业共同推动微藻生物固碳技术的产业化和应用。 【余天远】:山东大学化学工程学院教授,​​博士生导师,中国腐植酸工业协会理事,中国煤炭与泥炭腐蚀研究会委员,山东化学化工催化专委会委员,厦门大学兼职教授“腐植酸”编委。 (本文来源:中国环境报记者张可兴)

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