古老生物铺就可再生能源之路

　　
□傅鹏程（化学工程学院暨新能源研究中心特聘教授）
自250多年前发轫于英国的工业革命以来，人类社会的进步与发展便与能源的使用息息相关。石油作为一种天然矿物资源的出现，极大地推动了现代文明和社会发展，为丰富人类的生活做出了巨大贡献。但是，随着全球经济的不断发展，以石油、煤炭和天然气为主的化石能源的开发和使用问题日益突出：不可再生的化石能源资源日益枯竭，能源问题对经济发展、社会稳定甚至国家安全产生巨大影响，温室气体排放造成了环境污染和全球性气候变化等等，这些问题越来越受到各国的重视。所以，积极寻求绿色的替代能源和可再生能源成为世界各国科学家普遍关注的热门课题。
　　目前在可再生能源中，生物能源得到了迅速的发展。但是，以谷物、玉米、小麦、薯类、糖蜜等为原料发酵生产燃料乙醇的方法存在许多缺憾之处。它争夺消耗了众多的粮食和植物资源，需要考虑原料和乙醇运输、生物质预处理以及固体废弃物处理等问题，同时生产过程中排放的CO2（二氧化碳）、有机物等又带来了新的环境污染。
　　为克服上述生物能源生产存在的问题，研究人员把目光转向了藻类。
　　约在38亿年前，最先在地球上出现的生命是低等水生类植物体——藻类。这种微小的光合生物群通过光合作用把太阳光能转化为化学能，再吸收CO2放出氧气维持自身的生命过程，并为需氧生物在地球的生成铺平了进化之路，从而为当今世界的生物多样性奠定了坚实的基础。因为藻类能够降低大气中CO2含量，所以它是“温室效应”和全球暖化的天然克星。
　　中国石油大学（北京）光合生物技术与CO2资源化利用研究室在藻类生物能源研究与应用方面走在了世界的前列。我们采用基因工程的方法，对蓝藻细胞内的代谢网络进行改造，从而使得蓝藻基因工程菌能够通过吸收太阳光中的能量，直接将电厂或者化工厂排出的废气中的CO2转换为燃料乙醇。我们的乙醇生产技术是清洁而环保的。在我们的户外实验装置中，蓝藻被存放在透明的光生物反应器中接受太阳光能，在不断通入CO2（这些CO2可以来自电厂或者化工厂排放的废气）时，就能不断产生燃料乙醇。由于基因工程改造的蓝藻生长快、产量高，仅仅需要阳光和CO2，拥有其他生物质生产乙醇没有的种种优点，因此具有巨大的开发潜力。这种技术不但具有很高的经济效益，而且还有保护环境、降低温室效应的社会效益，是一种具有原始创新的科研理念。目前，此项发明已获美国专利，我们还正在与中国石油天然气集团公司合作，培养能源微藻生产生物柴油。
　　我们正在探索前进的这条新能源之路，基于生物法，利用太阳能，是一条以清洁能源技术获得替代能源之路。尽可能直接高效地利用生物系统把太阳能转换成便于运输、可以使用现有化石燃料炼制和配送管道的液体燃料，是我们正在研究的工艺路线。虽然任重道远，但我们信心百倍！