“細胞工廠”的藍圖

鄭丹

“吃的是二氧化碳，擠的是生物柴油！”

“吸收工業廢氣就能產出高蛋白？”

“喝西北風就能飽。”

“神奇小微藻，吃碳產蛋白。”

…… ……

看過了許多關于微藻的“神描述”，帶著對微藻這種神奇的小生物的好奇、對中國石化石油化工科學研究院（簡稱石科院）在國際率先攻克微藻脫硝成套工藝技術的敬佩，以及對了解微藻技術進展的渴望，本刊記者專訪了石科院院長、黨委副書記、董事長、總經理李明豐。

制油仍是儲備

中國石油石化：李院長，您好！石科院的微藻生物技術從最早的制油發展到脫硝兼產高價值蛋白質技術。這樣一項國際首創的技術為什么能在中國石化誕生？

李明豐：這項技術的攻關并非一帆風順。我們雖然形成了從含油藻種篩選、微藻規模化養殖、高效低成本采收與液體燃料加工全流程的技術體系，但在微藻制油邁向工業化示范的過程中，也同國內外其他研究機構一樣遇到了經濟性的障礙。只有當原油價格高于每桶90美元，以微藻油為原料制備的生物柴油才具有經濟優勢。所以，我們另辟蹊徑。微藻生物技術團隊通過十多年的研發，將“CO2 / NOx吸收固定技術”“微藻養殖技術”“微藻生物質利用技術”集合，形成了變革性的微藻減排CO2 / NOx并兼產飼料蛋白技術。

石科院作為中國石化的研究院，一直致力于前瞻性、基礎性的科學研究，為國家戰略和中國石化打造潔凈能源化工公司做好技術儲備，這也是我們應盡的職責。在長達十多年的技術研發過程中，地方政府和一些科研院所給予了我們很多的支持。當然，最大的支持還是來自于中國石化。比如中國石化科技部持續不斷的撥款支持微藻生物技術的研發，中國石化能環部也十分關注微藻技術在石化行業環保領域的應用。正是由于集團公司這些年不間斷地投入，讓我們的科研人員有足夠的經費和資源來開展這些工作。

中國石油石化：當前的國際油價已經超過每桶80美元，是不是一個可以重啟微藻制油的機會？

李明豐：以現在的成本而言，如果沒有碳匯交易和碳稅制度等政策的加持，微藻制油可能還做不到與自然界生產的原油比拼。歐洲現在的碳匯價格很高，1噸CO2大約要被收取100歐元的碳稅。我國計劃2030年實現“碳達峰”，而目前我國尚未實施碳稅。所以，微藻制油在目前還不具備很強的競爭力，仍然是作為一項戰略技術儲備。現階段，微藻制油作為生物基燃料，還有一段距離，因為市場并不一定接受微藻制油產品的價格，估計大規模使用可能要七八年以后。

技術仍在探索

中國石油石化：在微藻生物技術方面，現在還有哪些需要攻克的難關？

李明豐：目前，養藻技術已趨成熟，但是如何高效地利用非自然光進行大規模養殖仍然是比較大的挑戰。現有技術在解決傳光問題時主要目的是使光合微生物接受更充分的光照，主要的手段是增加面積體積比即受光面積與培養體積之比，并加強培養液湍動。

盡管已有大量關于化工過程傳質的文獻，但光合微生物培養過程的傳質與化工過程的傳質不同。一方面，大規模培養時，特別是以獲得生物能源為目的時，傳質過程的能耗問題不容忽視；另一方面，光合微生物的培養過程中還存在化工過程所沒有的問題，比如機械力或剪切力損傷、傳光等。綜上所述，現有的技術還不能全面解決傳光、傳質、傳動、清潔和微生物污染的問題，或者能耗大、成本高，或者過于復雜、操作繁瑣，因此都不能大規模、高效率地培養光合微生物，所以急需研發新的裝置與技術，全面解決上述問題。

中國石油石化：目前，微藻生物技術團隊又有哪些新的探索？

李明豐：現在，我們開展了深池養殖也就是立體化養殖，用LED燈產生的光進行養殖。深池養殖不僅占地面積小，可以擴大規模，并且可以在室內養殖。開發立體化養殖方式，對我們來說難度頗大，主要問題是微藻對光的利用效率不高。

微藻的成長，是一個吸收光能和碳氮營養，最后形成蛋白質的過程。在這個光轉化的過程里，如果我們平衡好對光的使用，利用光的效率就會大幅提高。立體化養殖是一種在自然環境下的養殖、工業化的養殖，估計還需五六年的時間才能走向商業化。在這個過程里，我們可能遇到很多新的和意想不到的問題。

應用前景可期

中國石油石化：微藻生物技術在我國的發展前景如何？

李明豐：在生產生物燃料和蛋白質方面，微藻生物技術具有很強的競爭力。如果微藻不是用來產蛋白質而是用來產油，那么所有的油都是綠色產品。現在，國際市場上綠色染料和化學品特別是綠色染料的價格不菲。歐洲的生物柴油售價已經達到每噸2萬元，是普通柴油價格的4倍。我們用微藻生產出生物柴油的價格，完全可以比它更低，更有成本競爭力。在微藻生產蛋白質方面，我們的技術也很有競爭力。我們對標的是每年1億噸的進口大豆，這是我們的決心。我們的目標是用微藻產蛋白質，對大豆蛋白形成部分替代。當然，在這個過程里，我們需要花費很大的精力，繼續提升技術和成本競爭力。

中國石油石化：在您看來，微藻生物技術離規模化應用還有多遠？

李明豐：普通的養殖就是淺池養殖，估計兩三年時間就可以逐漸開始商業化了。我們現在進行的深池養殖如果取得突破，將有可能在傳統能源發電廠中應用。因為，有一部分光是微藻吸收不了的。這部分光可以用來進行光伏或者新能源發電，這就解決了新能源發電的間歇性問題。在養殖微藻的過程中，微藻把電廠產生的CO2和NOX吸收下來。如果當地正好有水或者有戈壁灘，還可以一邊養殖微藻，一邊光伏發電。通過微藻養殖，在煤機發電廠周圍建立起這樣一種“細胞工廠”的生態。這是我們可以想象到的一個場景。在微藻技術與綠色光伏實現耦合的過程中，既解決了污染的問題、光伏發電不連續的問題，也解決了國內急需的蛋白質問題。

責任編輯：石杏茹