化学与生活

眼虫藻能生产燃料?!能完全代替轻油燃料的下一代生物燃料横空出世

本文来自Chem-Station日文版 ミドリムシが燃料を作る!? 石油由来の軽油を100%代替可能な次世代バイオディーゼル燃料が完成  Zeolinite

翻译投稿 炸鸡 校对 HAO HU(胡博士)

五十铃汽车制造股份有限公司和Euglena股份有限公司宣布已经发现一种可以完全取代轻油燃料(介于煤油与重油之间。经精馏而得的油,来源于石油)的新一代生物油燃料。这一发现将真正引领新一代生物燃料供应方式,Euglena公司已在2020年3月完成对五十铃汽车制造公司的生物柴油燃料的供应链,五十铃汽车制造公司的藤泽工厂的接送巴士已于2020年4月1日正式使用这种燃料。(摘自:MoTA 4月2日)

Euglena股份有限公司成立于2005年,正如它的名字所表示的意思一样(Euglena为眼虫藻的意思的意思,下文中Euglena为公司名,眼虫藻属裸藻科),该公司主要致力于开发和销售有关裸藻的商品。2011年时,东京大学的学生在连锁拉面店“山手拉面馆”推出的加了裸藻粉末的“裸藻拉面”,一度引起了广泛的关注。Euglena公司正致力于生物柴油燃料生产的行业,Euglena公司早在2014年就和作为在生产,销售卡车和公交车的巨头——五十铃汽车制造股份有限公司,签署了共同研究合同,一起致力于将新一代生物柴油燃料变成现实。

经过双方的努力,可以完全取代轻油的划时代生物柴油燃料已经横空出世了,并于2020年4月1日投入使用,充作五十铃公司湘南站到藤泽工厂的往返公交的全部燃料来源。在研究的初始阶段,尝试将生物燃料用作汽车燃料时,只向轻油里添加了1%的生物燃料。在正式运行前,五十铃公司还进行了全负荷性能实验(确认引擎有没有问题)和WHTC尾气量实验(测定在模拟的正常行驶情况下引擎工作时的尾气排放量),实验在确认生物燃料和来自石油的轻油具有同样的性能的基础上,终于开始将生物燃料全部用于公交车的燃料。

因为在厌氧状态下,线粒体因为无法生产ATP,于是通过分解自身储存的糖类来生产ATP,眼虫藻的裸藻淀粉(β-1,3-葡聚糖)中有糖,并在厌氧条件下分解糖类生产ATP。

之后丙酮酸通过糖酵解分解为脂肪酸和醇,再通过蜡酯发酵从而合成蜡酯。蜡酯因为不溶于水并且存在于细胞中,所以干燥裸藻后通过萃取很容易得到油层,油层里面的蜡酯被甲酯化之后变为了被广泛使用的生物燃料——脂肪酸甲酯(FAMEFatty acid methyl ester

其实在很早的时候就人们就已经开始研究含有裸藻的各种各样的生物寄望于能从微型藻类身上生产出燃料,但是因为生产效率等问题一直没有投入实际生产中。Euglena公司已经拥有利用裸藻来大量生产保健食品的技术,并想在利用裸藻生产燃料方面扩大生产规模。要想得到大量的蜡酯,首先要创造一种条件能促进裸藻大量合成裸藻淀粉,随后将裸藻转移到厌氧环境下就能得到蜡酯。这样技术开发的结果和实验工厂的成功昭示着Euglena公司成功进入了生物燃料的量产阶段。

除此之外,Euglena公司还涉猎于生物燃料相关的各种行业,比如关于生物燃料生产,Euglena公司在2019年2月20日和大型汽车零件制造商DENSO公司达成了商业合作伙伴关系,合作领域涉及共同研究生产生物燃料,培养微型藻类,用于食品和化妆品用途的藻类应用等等。通过微型藻类生产物质等技术。DENSO公司于2008年致力于研究绿球藻KJ一类的藻类的生产效率的提高和关键成分的探明。Euglena公司也在实验工厂里测试绿球藻KJ能否应用于生物燃料,想实现生物燃料的稳定生产。Euglena公司不仅计划将生物燃料用于汽车也计划将生物燃料用于航空燃料。2020年1月30日Euglena公司已经拥有可以替代航空燃料的ASTM D7566,并将其应用于民航。这一发现表明离2020年实现民航飞机的燃料改革近了一步,所有的ANA金融控股集团对生物燃料的高度重视表明今年由裸藻生产得来的航空燃料会给天空旅行带来无穷的乐趣。

现在世界正积极开发可以减少交通排放的二氧化碳的技术,在生物燃料方面寄望于通过光合作用将以前视为“废弃物”的二氧化碳转变为一种燃料以来减轻环境压力。在一些大量生产棕榈树,油菜籽和大豆作物的国家,可以借政策之力大力推行上述所说的生物法——转换二氧化碳为能源,以及使用混合种燃料,但是对于日本而言,因为没有生产大量上述作物的地理空间,所以这一方面的应用前景并不广阔。但Euglena公司的技术不仅为日本能源的自给自足,减轻全球变暖提供了思路,还为本国能源的稳定供应做出了贡献。

因为原油含有各种各样的长链分子,蒸馏原油时会得到各种产品。因此,即使一部分石油被其他能源所替代,因为其他方面的需求不变原油的使用量也不会改变,这在未来很长的一段时间里将会是一种常态。虽然目前裸藻能合成适合作为生物燃料的蜡酯,单将来随着代替石油的其他能源技术的发展,一定会发现拥有更长碳链的其他种类的蜡酯,也可能需要新的微生物来生产油脂。一次一次的技术革新势必会给原来依存于石油的各个产业带来巨大的变革。

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