海藻：可再生燃料与环保先锋

看到文献中记录的生长率RGR＝0.08～0.23和“校准值”RGR不可思议地等于0.4509之后，我们需要了解燃料共有的主要性质——发热量。有时候，用卡路里衡量时它被叫做热值。在文献中，可以看到不同的值，范围为10～19MJ/kg。必须要弄清楚的一点是，每千克是什么意思，干的还是湿的，含灰分还是不含灰分。最全面的评定似乎要数M.D.Lamare和S.R.Wing（2001）做出的工作了。他们将干海藻样本切碎后放在热量容器中燃烧，如图8-5所示。

图8-5 不同海藻的校准线：发热量随灰分含量的变化关系（LamareandWing，2001）

外推至零灰分，我们看到发热量是4.7kcal/g干物质或19.67kJ/g，这与不同海藻的各类有机物相符合。在我们的能量转化计算中，选择灰分含量为10％时，发热量大约是19kJ/g。海藻的发热量决定于其所生长的季节，如图8-6所示。

图8-6 发热量在一年中随月产量的变化（LamareandWing，2001）注：新西兰的冬季是5～8月。

在这些测量中，石莼（ulva）的热值似乎略低于19MJ/kg。然而，我们将使用这一数字，由于更多的统计数据已证实。

最近数据显示，丹麦研究人员把海藻视作一种生物燃料（见http：//biopactcom/2007/08/）。在奥尔胡斯（Aarhus）大学的研究中，他们发现当以液体肥料和温室气体二氧化碳为养料时，石莼莴苣生长很快。(https://www.xing528.com)

在最优化的生产流程中，每公顷的生物质年产量可达500t。此外，测试品种生长速度很快，每3～4天生物质总量就翻一番，这意味着其生长率约为0251/天。这与Geertz-Hansen和Sand-Jensen（1992）的测定相吻合，如图8-7所示。

图8-7 石莼生长率和丹麦附近日照随季节的变化图（Geertz-HansenandSand-Jensen，1992）

在SOFT流程中，二氧化碳和返回的灰分之类的必需的矿物质的供给是总的能量转换中不可缺少的部分。

丹麦研究人员分析，在现阶段用如此高技术的水产养殖形式养殖海藻是过于昂贵的。我们认为，通过在能量转换的部分过程中使用大型设备，可以使生物燃料的单位成本降低。

在不断增长的关于植物园或草原培育生物燃料的图书馆文献资料中，最受欢迎的是一种关于巨大的芒草的资料。伊利诺伊大学（http：//miscanthusunicedu/in-dexphp/research/）数据表明，美国的芒草年产量范围是27～44t/ha。拿石莼500t/ha的年产量与之对比，我们可以看到其超过最佳的陆上作物产量10倍以上，因为它有高得多的光合作用效率。