微藻生質燃料的新技術- 水熱液化
由左至右:藻泥，經熱水解轉化後的生質原油，生質原油精製之汽油(圖片來源：PNNL)
作者：郭致廷
大家都知道，我們目前使用的石化原油是由數千萬年前的生物或藻類死亡後沈積在海底，經過地層變化產生的高溫高壓反應後，才會得到珍貴的原油，也因為轉化條件過於嚴苛，我們將石化原油歸類為不可再生能源。然而最近科學家發展了新的技術，能將海藻變成原油的時間從數千萬年濃縮至一個小時，若能取得足夠的生物質進行轉化，將有可能取代石化原油。
位於美國的西北太平洋國家研究室在2013年年底宣佈他們開發了新的微藻轉化方法：水熱液化，透過模仿石化原油的生產方式，將微藻生物質置於密閉反應器中並提供高溫高壓，僅需一個小時的時間即可產生出與原油極為類似的生質原油。生質原油經過提煉，可以用於航空油、汽油或是柴油。而這個反應除了生質原油之外，還會產生水、天然氣以及營養鹽。天然氣也可以用於產生能源，水跟營養鹽則可用於培養微藻以產生更多的微藻生物質。
生質能源趨勢之前有許多篇幅介紹過微藻生質能源，微藻指的是能行光合作用的單細胞藻類，因為生長快速、富含油脂，是近幾年來備受矚目的生質能源作物。然而之前的研究，大多數著重於如何培養高含油量的微藻並萃取製作生質柴油。其中遇到許多瓶頸，最大的困難就是如何低成本的培養含油量高的藻種以及降低萃取油脂的成本。此項新技術將可避開此兩點技術瓶頸，熱水解液化可使用較低品質的微藻，並且無須經過萃取直接將微藻轉化成原油。除了西北太平洋國家實驗室之外，美國部分藻類生質能源公司如Sapphire Energy也開始小規模微藻熱水解試驗。毫無疑問，微藻水熱液化是藻類生質能源目前受到高度重視的技術。
大部份的研究論文指出水熱液化是淨能量產出的反應。相比于反應過程的能量輸入，約可有3~9倍的能量產出。然而目前水熱液化在產業化上主要面臨的問題是設備成本過高以至於沒有廠商願意製作大規模設備。高溫高壓的反應條件限制了反應器的材料選擇以及大小。因此近期的熱水解液化反應器的大部份傾向於管狀設計。曲折的細管有較耐高壓且易於加熱的優點，同時也容易放大規模。若是開發順利，相信在不久的將來可以看到更大規模的研究來驗證”藻類培養 – 熱水解液化“這項技術是否真的能夠提供大量生質燃料。
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