“細(xì)胞工廠(chǎng)”的藍(lán)圖

鄭丹

“吃的是二氧化碳，擠的是生物柴油！”

“吸收工業(yè)廢氣就能產(chǎn)出高蛋白？”

“喝西北風(fēng)就能飽?！?/p>

“神奇小微藻，吃碳產(chǎn)蛋白?！?/p>

…… ……

看過(guò)了許多關(guān)于微藻的“神描述”，帶著對(duì)微藻這種神奇的小生物的好奇、對(duì)中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院（簡(jiǎn)稱(chēng)石科院）在國(guó)際率先攻克微藻脫硝成套工藝技術(shù)的敬佩，以及對(duì)了解微藻技術(shù)進(jìn)展的渴望，本刊記者專(zhuān)訪(fǎng)了石科院院長(zhǎng)、黨委副書(shū)記、董事長(zhǎng)、總經(jīng)理李明豐。

制油仍是儲(chǔ)備

中國(guó)石油石化：李院長(zhǎng)，您好！石科院的微藻生物技術(shù)從最早的制油發(fā)展到脫硝兼產(chǎn)高價(jià)值蛋白質(zhì)技術(shù)。這樣一項(xiàng)國(guó)際首創(chuàng)的技術(shù)為什么能在中國(guó)石化誕生？

李明豐：這項(xiàng)技術(shù)的攻關(guān)并非一帆風(fēng)順。我們雖然形成了從含油藻種篩選、微藻規(guī)模化養(yǎng)殖、高效低成本采收與液體燃料加工全流程的技術(shù)體系，但在微藻制油邁向工業(yè)化示范的過(guò)程中，也同國(guó)內(nèi)外其他研究機(jī)構(gòu)一樣遇到了經(jīng)濟(jì)性的障礙。只有當(dāng)原油價(jià)格高于每桶90美元，以微藻油為原料制備的生物柴油才具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。所以，我們另辟蹊徑。微藻生物技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過(guò)十多年的研發(fā)，將“CO2 / NOx吸收固定技術(shù)”“微藻養(yǎng)殖技術(shù)”“微藻生物質(zhì)利用技術(shù)”集合，形成了變革性的微藻減排CO2 / NOx并兼產(chǎn)飼料蛋白技術(shù)。

石科院作為中國(guó)石化的研究院，一直致力于前瞻性、基礎(chǔ)性的科學(xué)研究，為國(guó)家戰(zhàn)略和中國(guó)石化打造潔凈能源化工公司做好技術(shù)儲(chǔ)備，這也是我們應(yīng)盡的職責(zé)。在長(zhǎng)達(dá)十多年的技術(shù)研發(fā)過(guò)程中，地方政府和一些科研院所給予了我們很多的支持。當(dāng)然，最大的支持還是來(lái)自于中國(guó)石化。比如中國(guó)石化科技部持續(xù)不斷的撥款支持微藻生物技術(shù)的研發(fā)，中國(guó)石化能環(huán)部也十分關(guān)注微藻技術(shù)在石化行業(yè)環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用。正是由于集團(tuán)公司這些年不間斷地投入，讓我們的科研人員有足夠的經(jīng)費(fèi)和資源來(lái)開(kāi)展這些工作。

中國(guó)石油石化：當(dāng)前的國(guó)際油價(jià)已經(jīng)超過(guò)每桶80美元，是不是一個(gè)可以重啟微藻制油的機(jī)會(huì)？

李明豐：以現(xiàn)在的成本而言，如果沒(méi)有碳匯交易和碳稅制度等政策的加持，微藻制油可能還做不到與自然界生產(chǎn)的原油比拼。歐洲現(xiàn)在的碳匯價(jià)格很高，1噸CO2大約要被收取100歐元的碳稅。我國(guó)計(jì)劃2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，而目前我國(guó)尚未實(shí)施碳稅。所以，微藻制油在目前還不具備很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，仍然是作為一項(xiàng)戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備?，F(xiàn)階段，微藻制油作為生物基燃料，還有一段距離，因?yàn)槭袌?chǎng)并不一定接受微藻制油產(chǎn)品的價(jià)格，估計(jì)大規(guī)模使用可能要七八年以后。

技術(shù)仍在探索

中國(guó)石油石化：在微藻生物技術(shù)方面，現(xiàn)在還有哪些需要攻克的難關(guān)？

李明豐：目前，養(yǎng)藻技術(shù)已趨成熟，但是如何高效地利用非自然光進(jìn)行大規(guī)模養(yǎng)殖仍然是比較大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有技術(shù)在解決傳光問(wèn)題時(shí)主要目的是使光合微生物接受更充分的光照，主要的手段是增加面積體積比即受光面積與培養(yǎng)體積之比，并加強(qiáng)培養(yǎng)液湍動(dòng)。

盡管已有大量關(guān)于化工過(guò)程傳質(zhì)的文獻(xiàn)，但光合微生物培養(yǎng)過(guò)程的傳質(zhì)與化工過(guò)程的傳質(zhì)不同。一方面，大規(guī)模培養(yǎng)時(shí)，特別是以獲得生物能源為目的時(shí)，傳質(zhì)過(guò)程的能耗問(wèn)題不容忽視；另一方面，光合微生物的培養(yǎng)過(guò)程中還存在化工過(guò)程所沒(méi)有的問(wèn)題，比如機(jī)械力或剪切力損傷、傳光等。綜上所述，現(xiàn)有的技術(shù)還不能全面解決傳光、傳質(zhì)、傳動(dòng)、清潔和微生物污染的問(wèn)題，或者能耗大、成本高，或者過(guò)于復(fù)雜、操作繁瑣，因此都不能大規(guī)模、高效率地培養(yǎng)光合微生物，所以急需研發(fā)新的裝置與技術(shù)，全面解決上述問(wèn)題。

中國(guó)石油石化：目前，微藻生物技術(shù)團(tuán)隊(duì)又有哪些新的探索？

李明豐：現(xiàn)在，我們開(kāi)展了深池養(yǎng)殖也就是立體化養(yǎng)殖，用LED燈產(chǎn)生的光進(jìn)行養(yǎng)殖。深池養(yǎng)殖不僅占地面積小，可以擴(kuò)大規(guī)模，并且可以在室內(nèi)養(yǎng)殖。開(kāi)發(fā)立體化養(yǎng)殖方式，對(duì)我們來(lái)說(shuō)難度頗大，主要問(wèn)題是微藻對(duì)光的利用效率不高。

微藻的成長(zhǎng)，是一個(gè)吸收光能和碳氮營(yíng)養(yǎng)，最后形成蛋白質(zhì)的過(guò)程。在這個(gè)光轉(zhuǎn)化的過(guò)程里，如果我們平衡好對(duì)光的使用，利用光的效率就會(huì)大幅提高。立體化養(yǎng)殖是一種在自然環(huán)境下的養(yǎng)殖、工業(yè)化的養(yǎng)殖，估計(jì)還需五六年的時(shí)間才能走向商業(yè)化。在這個(gè)過(guò)程里，我們可能遇到很多新的和意想不到的問(wèn)題。

應(yīng)用前景可期

中國(guó)石油石化：微藻生物技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展前景如何？

李明豐：在生產(chǎn)生物燃料和蛋白質(zhì)方面，微藻生物技術(shù)具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。如果微藻不是用來(lái)產(chǎn)蛋白質(zhì)而是用來(lái)產(chǎn)油，那么所有的油都是綠色產(chǎn)品?，F(xiàn)在，國(guó)際市場(chǎng)上綠色染料和化學(xué)品特別是綠色染料的價(jià)格不菲。歐洲的生物柴油售價(jià)已經(jīng)達(dá)到每噸2萬(wàn)元，是普通柴油價(jià)格的4倍。我們用微藻生產(chǎn)出生物柴油的價(jià)格，完全可以比它更低，更有成本競(jìng)爭(zhēng)力。在微藻生產(chǎn)蛋白質(zhì)方面，我們的技術(shù)也很有競(jìng)爭(zhēng)力。我們對(duì)標(biāo)的是每年1億噸的進(jìn)口大豆，這是我們的決心。我們的目標(biāo)是用微藻產(chǎn)蛋白質(zhì)，對(duì)大豆蛋白形成部分替代。當(dāng)然，在這個(gè)過(guò)程里，我們需要花費(fèi)很大的精力，繼續(xù)提升技術(shù)和成本競(jìng)爭(zhēng)力。

中國(guó)石油石化：在您看來(lái)，微藻生物技術(shù)離規(guī)?；瘧?yīng)用還有多遠(yuǎn)？

李明豐：普通的養(yǎng)殖就是淺池養(yǎng)殖，估計(jì)兩三年時(shí)間就可以逐漸開(kāi)始商業(yè)化了。我們現(xiàn)在進(jìn)行的深池養(yǎng)殖如果取得突破，將有可能在傳統(tǒng)能源發(fā)電廠(chǎng)中應(yīng)用。因?yàn)?，有一部分光是微藻吸收不了的。這部分光可以用來(lái)進(jìn)行光伏或者新能源發(fā)電，這就解決了新能源發(fā)電的間歇性問(wèn)題。在養(yǎng)殖微藻的過(guò)程中，微藻把電廠(chǎng)產(chǎn)生的CO2和NOX吸收下來(lái)。如果當(dāng)?shù)卣糜兴蛘哂懈瓯跒?，還可以一邊養(yǎng)殖微藻，一邊光伏發(fā)電。通過(guò)微藻養(yǎng)殖，在煤機(jī)發(fā)電廠(chǎng)周?chē)⑵疬@樣一種“細(xì)胞工廠(chǎng)”的生態(tài)。這是我們可以想象到的一個(gè)場(chǎng)景。在微藻技術(shù)與綠色光伏實(shí)現(xiàn)耦合的過(guò)程中，既解決了污染的問(wèn)題、光伏發(fā)電不連續(xù)的問(wèn)題，也解決了國(guó)內(nèi)急需的蛋白質(zhì)問(wèn)題。

責(zé)任編輯：石杏茹