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古生物微藻,減碳能力比綠樹高20 倍

文/羅智華

藻類也能用來發展綠色能源嗎?成功大學化工系特聘教授張嘉修結合成大生物科技中心、化學系、交通大學、高雄海洋科大組成跨領域團隊投入「微藻科技」研究,成功研發出直接吸收工業廢氣中二氧化碳的微藻養殖系統,發展潛力不但可觀,更申請多項專利,未來將可作為綠色生質能源「生力軍」。

歐美這幾年加緊腳步投入大豆、玉米等生質能源研發,以開發替代能源。而國際之所以如此積極的關係正是因為能源枯竭情況日益嚴重。從每天出門搭乘的大眾交通工具,到我們穿的衣服、甚至每天洗澡少不了的天然氣,在普羅大眾日常生活中,食衣住行幾乎已跟石化燃料息息相關,尤其工業革命之後,人類對石油、天然氣的依賴更與日俱增。但,再普及的能源也終有枯竭的一天,能源專家就預估,如果我們消耗能源的速度不變,三十年後,世界上許多大型油田就將面臨原油枯竭窘況。

除了能源危機引發國際關注外,更令環保團體擔心的是二氧化碳帶來的溫室效應與全球暖化,聯合國政府間氣候變遷小組(簡稱IPCC)也對此提出警告,20 世紀地表均溫已比過去增加0.6 度,若人類不趕緊防患於未然,暖化情況將有增無減,屆時冰山融化速度將愈來愈快,低窪國家民眾更可能成為第一波「氣候難民」。有鑑於此,成大團隊才會嘗試用微藻來發展生質能源,希望能為環保助上一臂之力。

「微藻是地球上最古老的生物之一,甚至比三葉蟲出現得還早」張嘉修表示,微藻屬於水生單細胞藻類,能有效率利用光能進行光合作用,早在三十五億年前就已出現在地球上,因此又有「古生物」的稱號。

除了生存年代久遠,最讓科學家吃驚的是它們的減碳能力,由於微藻須靠著光合作用才能存活下去,而二氧化碳更是微藻進行光合作用時最重要的要素之一,因此微藻邊行使光合作用時就能邊發揮降低二氧化碳的效果。根據統計,若要產生1 Kg的微藻,過程中得吸收1.6至2.0 Kg的二氧化碳,吸碳效率比一般陸地上的綠色植物要高出二十倍以上,可謂是生物界中的「減碳高手」。

張嘉修表示,正因微藻減碳成效不容小覷,也讓團隊發想出可利用工業廢氣排放的二氧化碳來培養微藻,藉此達一舉兩得功效。於是團隊與中鋼公司進行產學合作,在中鋼建置一套微藻養殖系統,利用中鋼所排放的高爐煙道氣來進行微藻養殖,並將所生產的微藻作為原料,藉此建立微藻生質柴油生產與技術平台,開發出微藻減碳與生質能源的生產技術。

養殖微藻需陽光30~37°最佳

張嘉修表示,相較於生質能源,一般人熟知的太陽能、風力、水力等再生能源,雖然也很環保,但卻容易受到陰天、風力不足等氣候影響,而反觀生質能源則具有受天氣影響較小的優勢,還能運用稻稈或有機廢水、玉米大豆等多元物質來開發生質能源。不只如此,生質能源還可透過多種形式產出,以「生質氫氣」為例來說,就可直接經由液化或儲氫材料來進行貯存,亦可透過燃料電池來轉化成電力,讓使用上更方便。

「南台灣的豔陽天很適合用來作為微藻的培養環境,」張嘉修表示,微藻喜歡生長在攝氏30度至37度的溫度環境中,經過團隊的深入研究後,更進一步培植後出可耐40度高溫的微藻,正好適合一年日照時數可達兩千小時以上的南台灣氣候,可說是「天時」與「地利」集一身,再加上「科技之力」,正好提供養殖微藻的最佳環境。

除了具降低二氧化碳的功能外,團隊表示,微藻更富含油脂、碳水化合物、蛋白質等許多高經濟價值的物質,可將這些物質轉化成生質燃料,從中製造出生質柴油與生質酒精等,還能攝取微藻的營養成分與綠藻萃出物,開發成健康食品與水產養殖飼料、化妝保養品等,讓微藻發揮一物多用的效果。

深度閱讀:

書名:千金難買藻知道─神奇的微藻

作者:闕鴻達

出版社:大康

出版日期:2011年08月10日

書名:認識綠色能源

作者:李育明

出版社:新自然主義

出版日期:2007年12月28日

原發表於人間福報

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