在气候变化和能源短缺的背景下，世界各国都在努力寻找煤和石油的替代新能源。微藻生物柴油作为既能吸收二氧化碳，又能作为替代能源的生物能源项目，各国都对此投入大量人力、物力研发，但目前已经取得商业化推广的项目并不多。
昨日，国际微藻生物柴油领军人敖大卫做客小谷围科学讲坛，与听众分享了他将微藻生物柴油成功转化为商业产品的故事。
拥有知识产权是推广的基础
微藻生物柴油项目从原理上讲很简单，即通过藻类的光合作用，将废水中的营养物质和空气中的二氧化碳转化为生物燃料、蛋白质。“这是一个变废为宝的产业，而且还可以生产更多的下游产品。”在石油价格大幅上升，粮食短缺问题日渐突出的今天，该产业有着广阔的发展前景。
敖大卫说，他最开始并不是从事微藻生物柴油技术的研发和推广，而是菜籽油的燃料开发。“菜籽油技术本身没有太大的申请知识产权的空间，而且还受制于国际粮价。”敖大卫很快将眼光转向正在兴起的藻类生物柴油项目：“你需要有前瞻性的眼光，看到它的潜在价值。”
正是由于看到了这个项目在减少碳排放和提供新能源方面的巨大潜力，敖大卫组建了自己的研发团队“拥有知识产权很重要。”
沼气经验可用于生物能源推广
敖大卫说，微藻生物柴油技术在苏格兰威士忌酿造业中推广并不是偶然的。
据介绍，苏格兰的威士忌酿造厂多建在山谷里，虽然风景秀丽，但是地处偏远，燃料运输成本昂贵。而且威士忌生产本身是一个碳排量比较大的行业，面临巨大减排压力。
敖大卫向威士忌厂家提供了解决这一问题的方案，随后获得资金赞助，进而在苏格兰的酿酒厂开始大规模的商业试用。“我们这项技术使用的原材料是二氧化碳和废水，这些都是免费的。因此，项目建成后，这些酿造厂可实现能源价格的安全和稳定。”
因此，敖大卫认为，新技术的推广一定要因地制宜及就地取材，“用于生物柴油制备的藻类很多，直接用本地的藻类就行。”这本身也利于成本的控制。同时，将产品模块化也是一个重要的选择，“客户可以根据自己的需要选择组装多少模块。”
敖大卫认为，这些经验在中国也可以推广。同时，他认为，中国农村的沼气推广经验，完全可以用在生物能源的推广上。
商业
学术合作结果应是双赢
但这项技术仍然存在许多不足，比如光生物反应器的效率提高、微藻的脱水和油脂提取技术提高、微藻生物柴油的低温燃烧性能等都有待进一步研究，“是脱水技术。”
敖大卫认为，学术和商业之间的合作是可行的，特别是一些令人振奋的科学设想。他还认为，中国的科学家可能比英国科学家更愿意相互合作，如果有适当的商业推广“结果应该是双赢的。”
摘要：在新能源———微藻生物柴油领域，他和他的公司致力于这一项目的研究和全球市场化推广。作为同业的领军人物之一，对于“藻类碳捕集和污水处理系统”，他较早开发出了可产业化的部分，使得这一高科技技术能够顺利地应用在污水治理和生物柴油生产等方面。
嘉宾介绍
敖大卫(DavidC.Van Alstyne)
ScottishBioenergy Ventures(苏格兰生物能源公司)CEO。
在新能源———微藻生物柴油领域，他和他的公司致力于这一项目的研究和全球市场化推广。作为同业的领军人物之一，对于“藻类碳捕集和污水处理系统”，他较早开发出了可产业化的部分，使得这一高科技技术能够顺利地应用在污水治理和生物柴油生产等方面。
微藻生物柴油项目，因为其同时固定二氧化碳和产生生物柴油，被很多国家当做重要的替代能源项目。但目前，全球能够产业化的项目并不多。敖大卫在微藻生物柴油技术的研发和产业化方面做出了领先同行的成绩，在即将做客小谷围科学论坛之前，接受了本报记者的专访，介绍了他的“藻类碳捕集和污水处理系统”。
苏格兰对藻类的使用探索
南都：您什么时候开始从事生物能源研究，特别用藻类来获得生物能源和蛋白质产品的呢？
敖大卫：4年前我开始参与苏格兰生物能源项目，但真正活跃于这个项目的时间只有3年。最开始我感兴趣的是利用植物油转换为生物柴油的项目，特别是将菜籽油转换为生物柴油。但我很快就发现利用菜籽油生产柴油的项目可行性不高，因为几乎所有的谷物的基础价格都在飞涨，油菜籽的价格也随之上下波动，利用其生产柴油在商业上很难获得成功。
后来，我注意到藻类的生长只需要污水和二氧化碳，无论多长时间，其生长所需的成本几乎都是不变的。而随着时间过去，设备和处理所需的成本会逐渐降低。于是尝试开发利用藻类转化生物能源的设备。
南都：仅仅利用废水、二氧化碳和散射光，藻类就能合成生物燃料和蛋白质，这有些让人难以置信。您能简单介绍下它的原理吗？
敖大卫：数亿年以来，藻类和砂藻都在通过光合作用，将二氧化碳中的碳原子转化为脂肪酸(油)和蛋白质，这些产物里面包含大量的长链的碳原子。大多数藻类不喜欢光线直射，这恰好可以使你将许多反应器集中在某一个地点。
当我们燃烧藻类的祖先(即煤和石油等化石燃料)时，我们将它们固定的碳原子又释放了出去。当你运行藻类生物能转换装置时，实际上是在重复一个古老的过程，使碳原子再循环，被藻类固定，形成生物能源和蛋白质。
我们做过测算：产生1升油，藻类需要吸收8000克二氧化碳。如果产生的油作为燃料燃烧，会放出3.3千克二氧化碳。除去藻类产生生物燃料的过程会排放300克二氧化碳，这套装置每产生1升油，可以吸收4.4千克二氧化碳，固定二氧化碳的能力较为明显。
南都：废水中可能包含重金属、有机物等污染物质，这些污染物对藻类光合吸收二氧化碳、产生生物燃料和蛋白质的效率会不会有影响？如果有，应该怎么控制呢？
敖大卫：是的，废水中的污染物确实对生物能转化有影响。我们在威雀威士忌的藻类反应器运行过程中发现，如果废水中含有铜离子，转化过程中就很难将其去除掉，藻类像一个海绵一样吸收铜离子。每个地方都有其独有的问题，但是藻类几乎能在所有的地方生长：火山的边缘、极地冰盖以及其它任何环境。我认为，在不同的环境下，必定会有一种最适合的种类可以利用。
减碳方式多难在成本控制
南都：一些国家在煤电项目上推广整体煤气化联合循环技术，减少碳排放，也有国家比如挪威在尝试将排放出来的二氧化碳收集起来注入深海。相比这些碳捕集和储藏技术，直接将二氧化碳转化为燃料和蛋白质的藻类生物能转化系统有什么优点和不足呢？
敖大卫：我本人对将大量二氧化碳收集起来，在石油公司钻探和生产的时候，将其储存到深海中去的方法非常感兴趣。但这需要非常昂贵的设备，只有石油公司和政府能够承担这样的费用。
相比其他的方法，我们希望这套方法(用藻类转化生物能源)能将固碳的成本降到最低。我们现在将这套装置按比例放大到相当于一个600平方米的小农场的面积，就地生产生物燃料。除了将废水通入装置中外，它不需要任何其他外加的水或者能源。每年大概能吸收260吨二氧化碳。
南都：许多国家都把生物燃料或者生物能源作为重要的替代能源之一，中国也有学者认为麻风树是一种有很大开发价值的生物能源树种之一，藻类作为生物能源，与麻风树有什么区别？
敖大卫：我不是麻风树方面的专家。但我知道，麻风树是一种耗水量比较大的物种。虽然在干燥和缺水的环境也能生长，但是，一旦缺水它就不会结果(麻风树的果实是生产生物燃料的原料)。我们的系统不会占用土地资源，也不需要淡水，而麻风树生长需要吸收大量的能量来产生果实，以供榨油，在能量平衡方面远不及藻类。同时，藻类和硅藻是世界上生长最快的生物之一，有的甚至能在数小时之内数量增加一倍！
南都：中国作为一个快速发展的国家，也是一个能源消耗大国。您这项技术在中国的应用前景如何？苏格兰的经验能在中国推广吗？
敖大卫：我们在苏格兰的应用主要是在威士忌酿造业，这是一个碳足迹非常高的行业，生产过程会产生大量的二氧化碳和废水等物质。因此，我们的客户(苏格兰威士忌厂商)都面临同一个问题：碳排量过大成为发展工业的最大代价之一。我们相信，应用藻类处理废水、同时吸收二氧化碳、产生生物燃料和蛋白质，在经济、环境以及伦理方面，都是一个合乎逻辑的选择。
中国是能源比较紧缺的国家之一，同时也是二氧化碳等排放量比较大的国家之一，这项技术应该能有较为广泛的应用，我们也希望中国能帮助我们将产品推向国际市场。
藻
藻类是所有植物中最古老的。
大多数藻类生活在水中。它们的结构非常简单，每个可见的个体都没有根、茎、叶的区别——— 是一个叶状体。
有研究称，产生1升油，藻类需要吸收8千克二氧化碳。如果产生的油作为燃料燃烧，会放出3.3千克二氧化碳。除去藻类产生生物燃料的过程会排放300克二氧化碳，这套装置每产生1升油，可以吸收4.4千克二氧化碳，固定二氧化碳的能力较为明显。
麻风树
又名青桐木、假花生、臭油桐。
大戟科灌木，高3-4米，多为药用栽培植物。以树皮、叶及果实(包括榨油后的渣饼)入药。
野生麻风树分布于两广、琼、云、贵、川等省。非洲、大洋洲、美洲等地均有分布。
麻风树全株有毒。种子毒性大，枝叶次之。据说，其果实只要品尝了一粒，就本能地还想继续吃。每颗种子中含有50%的油质，比蓖麻油的毒性还要强。这种毒素抑制人体蛋白质的合成，最终导致死亡。
■记者手记
藻、生物能源与低碳经济
近年来，我们对于藻类的了解多集中在一些负面新闻，比如太湖的蓝藻暴发、海洋赤潮等都是短时间内藻类大量生长而出现的环境灾害。藻类是光合效率最高的原始植物之一，生长速度极快，与面积相等的农作物比较，藻类的产量是农作物的数十倍。这也是这些灾害发生的原因。
科学家从这些灾害现象中找到了变灾为利的灵感，即藻类生物能源产业。其原理就是让藻类利用污水中的营养物质和空气中的二氧化碳迅速生长，然后采收、加工、转化为藻类生物燃料(大多数是生物柴油)，同时转化后的肥料可以作为蛋白质饲料使用。
利用藻类制备生物柴油，最重要的就是光生物反应器的研制，它决定了藻类转化产生生物柴油的效率。敖大卫在苏格兰推广的“藻类碳捕集和污水处理系统”，其核心部分也是一个光生物反应器。
藻类生物柴油生产过程与二氧化碳减排是天然耦合的，也符合当前发展低碳经济的产业目标。藻类的生长过程能吸收大量的二氧化碳，如果大面积使用，对全球碳减排有重要意义。苏格兰生物能源公司在其网站上介绍，他们这套微藻生物燃料制备设施的整个运作过程是吸收固定二氧化碳的。换言之，藻类生物柴油项目是低碳产业的一种。
也正是基于这样的理由，各国都开展了藻类生物柴油的研发项目。我国较早从事这方面研究的是清华大学吴庆余教授研究团队。我国企业于2007年开始这方面的投入，其中，2008年中科院与中石化的合作项目，有望在宏观层次上，推进我国藻类生物柴油产业的发展。
作者：
2010-1-26