Jonathan Trent:微藻,未來生質能源的超新星

2012⋅11⋅27
Jonathan Trent:微藻,未來生質能源的超新星
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2012⋅11⋅27
Jonathan Trent:微藻,未來生質能源的超新星

NASA奈米技術部的Jonathan Trent計畫在外海養殖微藻來處理廢水,利用微藻作為替代能源,並創造其他附加產值,他介紹了自己和研究團隊如何利用 OMEGA計劃 (Offshore Membrane Enclosures for Growing Algae)為生質能源開創新的一頁。

Jonathan Trent在過去幾年內投入生質能源研究,他從不起眼的微藻上找到靈感,藻類早在幾百萬年前就出現在地球上,是一種微生物,某些品種的藻類的生長速度甚至是所有植物中最快的,相較於其他可作為質能源的作物,1英畝(1英畝=4046.86平方公尺)的微藻每年至少可提煉出2~5000加侖(1加侖=3.7853公升)的油料,足以和石化燃料抗衡,微藻除了可以消耗廢水中的二氧化碳,淨化汙水,也沒有農業、民生用水或占用土地的問題。

可提煉生質燃料作物及產量

OMEGA系統


構想 》理論 》實踐

在位於舊金山沿岸的「沿岸微藻生長包膜」系統,簡稱OMEGA (Offshore Membrane Enclosures for Growing Algae),研究團隊輸入廢水到漂浮在水面上的管狀設備中,太陽能、廢水提供微藻生長所需的養分生長,微藻也消耗二氧化碳、減少溫室氣體,海浪提供了動能混合藻類,周圍的水溫會控制溫度,最後藻類會生產出氧氣、生質能源和肥料及其他生物副產品。雖然藻類不會因二氧化碳而窒息,但是它們產生的氧氣是個問題,它們會耗盡二氧化碳,因此實驗團隊另外設計了一個柱狀體讓部分的廢水循環,並重新加入二氧化碳,柱狀設計也讓藻類能集中沉澱在柱子底部,方便之後的收成作業。

「沿岸微藻生長包膜」系統

「沿岸微藻生長包膜」系統

Santa Cruz的開發中心裡,工作團隊在培養藻類、融合塑膠、研發工具時也遇到不少瓶頸,Jonathan Trent描述當時情況:「就如愛迪生所說的,我們發現了一萬個系統無法運作的原因」,但他們繼續埋首研究,讓自己完全沉浸在藻類世界,嚴密監測藻類生長方式,確保它們能夠茁壯,在遭遇多次失敗後,他們終於找到了有效的設計。而目前研究團隊也將計畫分為4大點深入研究,包括生物生態、工程技術、環境評估和經濟方面,這些問題為他們帶來不少挑戰,尤其在面對經濟收支的現實面上,他們發現,要讓系統順利運作需要更大的視野,例如結合廢水處理、太陽、風力或潮汐發電及水產養殖業…等,提高整個系統所能生產的經濟價值,最重要的生質燃料才會有競爭力。


整合=永續經營

Jonathan Trent在執行計畫時發現,要真正達到永續經營的關鍵在於「整合」,整合各種系統、技術、結合不同產業,他相信要解決永續經營的難題必須考慮到各種層面、廣納百川,不排除任何可能性;NASA目前對OMEGA計畫欲欲躍試,有意在海岸實際運作這套系統,但受限於各種規範,要真正在市面上看到微藻生質油的蹤影似乎還指日可待。令人振奮的是,實驗團隊並不打算申請專利,反而決定公開相關技術,Jonathan Trent大方地表示:「我們一直都希望能把OMEGA推廣出去,所以任何有興趣的人都可以試著去實踐這套系統」。

永續發展原先就是地球上的既定模式,隨著人類的發展,生態面臨危機,既然我們有能力破壞生態系統的平衡,是否也能運用超物種的智慧,亡羊補牢,甚至是創造出新的生態循環模式呢?而透過了這次Jonathan Trent「整合」各個領域的概念,善用把問題轉換成解答的概念,或許運用在日常生活上也能事半功倍,一次解決數種煩惱!

OMEGA系統

(整合了汙水處理、太陽能、風力、潮汐發電、養殖業及生質能源的OMEGA系統)


撰稿:Paul

發佈於2012⋅11⋅27
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