2021年3月3
数年来,生物燃料,电力汽车、喷气式飞机、船舶和大型卡车主要来自玉米和其他大规模生产农作物。南加州大学的研究人员,研究海洋的可能是一个更好的生物燃料作物:海藻。
南加州大学的科学家们箭牌圣卡塔利娜岛岛上环境研究所,与私人企业合作,报告说,一个新的养殖技术在加州海岸海带增长大幅增加,产生四倍生物量比自然过程。
技术采用的装置称为“海带电梯”,优化增长的古铜色浮动藻类通过提高和降低不同深度。
团队的新公布的研究结果表明它可能会使用开放海洋低碳生物燃料种植海藻作物类似于土地用于收割燃料原料如玉米和甘蔗,可能更少环境影响。
国家研究委员会表明,生成生物燃料从玉米和大豆等原料可以提高水污染。农民使用杀虫剂和肥料在作物最终会污染河流,河流和湖泊。
尽管那些另缺点,全国7%的运输燃料仍然是主要的粮食作物。和几乎所有的玉米乙醇。
“锻造新的途径使生物燃料需要证明新方法和原料的工作。这个实验在南加州海岸是重要的一步,因为它表明海带可以设法最大化增长,”戴安说年轻的金,不过该研究的通讯作者,南加州大学箭牌研究所副主任特别项目和环境研究教授字母的南加利福尼亚文理学院,艺术与科学。
该研究发表在《华尔街日报》2月19日可再生能源和可持续能源的评论。从南加利福尼亚文理作者包括研究人员,这是箭牌研究所和加拿大洛杉矶,加利福尼亚海洋生物能源公司,有限公司设计和建造的实验系统设计技术研究,目前公海海藻农场。
虽然不是没有障碍,海带显示严重的承诺作为生物燃料作物
政府和行业看到承诺在气候友好型新一代生物燃料减少净二氧化碳排放和对外国石油的依赖。新的生物燃料可以补充或取代汽油、柴油、航空燃油和天然气。
如果它实现了自己的潜力,海带是一个更有吸引力的选择比通常的生物燃料作物,玉米、油菜籽、大豆和柳枝稷,两个非常重要的原因。首先,海洋作物不争夺淡水,农业用地或人工肥料。其次,海洋农业并不威胁当边际土地纳入培养重要的栖息地。
科学家们集中在巨型海藻,Macrocystis pyrifera,雄伟的水下形成的海藻森林沿着加州海岸和其他地方,在密集的垫洗到海滩。海带是自然增长最快的植物之一,它的生命周期是很好理解的,使它适合种植。
但农业海藻需要克服一些障碍。繁荣,必须固定在衬底和海带只生长在广袤的水域约60英尺深。但在开放的海洋,阳光在深水表层缺乏营养。
最大化的增长这个生态系统,科学家们必须找出如何给抓住海藻立足点,大量的阳光和获得丰富的营养。他们必须看到如果海带能更深的表面下生存。因此,海洋生物能源发明的概念depth-cycling海带,和南加州大学箭牌的科学家进行了生物和海洋的审判。
海带电梯由玻璃管和不锈钢电缆支持开放海域的海带。少年海带是固定在一个水平梁,整个结构是提高和降低水体中使用一个自动化的绞车。
从2019年开始,研究收集的潜水员从野生海藻,粘贴到海带电梯,然后部署了卡特琳娜岛西北海岸,箭牌的海洋领域站附近。每天约100天,电梯将提高海带表面附近,白天它可以吸收阳光,然后降低它在晚上约260英尺可以在更深的水吸收硝酸盐和磷酸盐。
同时,研究人员不断地检查水条件和比较他们的海藻时,其温度控制组织生长在自然条件。
“我们发现depth-cycled海带海带的增长速度远远高于对照组,生产生物质生产的四倍,”Kim说。
大力发展新一代的生物燃料
实验前,目前尚不清楚在深海藻能有效地吸收营养,寒冷和黑暗的环境。硝酸是一个很大的限制因素对植物和藻类,但研究表明,海藻发现所有它需要晚上当降低到深水茁壮成长。同样重要的是,海带是水下能够承受更大的压力。
布莱恩·威尔科克斯海洋生物能源的联合创始人和首席工程师说:“好消息是农场系统可以从现成的组装产品没有新技术。一旦实现,depth-cycling农场可能导致一种新的方式来产生负担,全年无碳燃料。”
辛迪·威尔科克斯,海洋生物能源的联合创始人和总裁,估计需要一块Utah-sized的海洋让足够的海藻生物燃料取代10%的液体石油消耗每年在美国。犹他州一个太平洋只占总数的0.13%。
开发新一代生物燃料一直是加州和联邦政府的当务之急。美国能源部高级研究项目署能源投资2200万美元在努力增加海洋生物燃料生产原料,其中包括200万美元进行海带电梯的研究。
能源部的研究定位对生物燃料的每年十亿吨的原料;辛迪·威尔科克斯的海洋生物能源说加州之间的海洋,夏威夷和阿拉斯加可能有助于这一目标,帮助美国领导人在这个新的能源技术。
该研究的作者包括伊格纳西奥·a·Navarrete黛安·金,大卫·w·金斯伯格杰西卡·m·达顿约翰海德堡和Yubin Raut南加州大学箭牌研究所;辛迪·威尔科克斯和布莱恩·霍华德·威尔科克斯的海洋生物能源;海洋科学研究所和丹尼尔·c·里德在加州大学圣芭芭拉分校。
arpa - e支持的研究,美国能源部奖数量DE-AR0000689海洋生物能源,Inc .,商业利益的研究和贡献了260万美元的联邦拨款的一部分的费用南加州大学箭牌学院学习。
你管的视频潜水员检查公海海带(通过海洋生物能源有限公司):https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=idHh7P9D2ws&feature=emb_logo
来源:https://www.usc.edu/