Algenol微藻制乙醇工艺可使碳足迹减小67%~87%

    国际能源网讯：Algenol生物燃料（Algenol Biofuels）公司的直接制乙醇技术基于蓝细菌（蓝-绿微藻）细胞内光合成工艺，生成的乙醇可通过细胞壁排泄出来，作为稀的乙醇/水溶液可从密闭的光生物反应器中加以收集，并被提纯为燃料级乙醇。图1示明蓝细菌乙醇生产系统组成部分。

    Algenol生物燃料公司和乔治亚技术公司的团队采用过程仿真和热动力学计算法，计算了提出的乙醇生产工艺三种不同系统情况的生命循环能量和温室气体排放。发现基于生命循环基准，与汽油相比，对于初始的乙醇浓度范围0.5%~5%（重量），直接制乙醇技术在能量当量基准方面，可减少碳足迹67%~87%。
 

                                 图1.   蓝细菌乙醇生产系统组成部分

    这一开发成果已发表在美国化学学会杂志《环境科学与技术（Environmental Science & Technology）》上。
生成乙醇浓度为0.5%对经济回收则太稀薄，5%浓度易于经济回收，分离过程可选用标准的塔式蒸馏。

    该过程可在含有海水或盐水作为培养介质的柔性膜聚乙烯基光生物反应器中使蓝细菌生长，提供充分的二氧化碳以支持微藻有效地生长，生产设施位于邻近化石燃料发电厂或工业二氧化碳源。研究的计算基于使用工业CO2，如来自环氧乙烷生产的副产物CO2。图2示明Algenol微藻生成乙醇的光生物合成。
 

                                       图2.  Algenol微藻

    在这一模型中，CO2被注入光生物反应器的顶部空间，氮磷化肥进入光生物反应器，以支持初期蓝细菌的生长。保持在光生物反应器中的蓝细菌则产生出乙醇，预计光生物反应器中替换海水、生长介质和蓝细菌一年不超过一次。

    Algenol生物燃料公司目标是使用约430个聚乙烯光生物反应器/公顷，一年可生产约56000升（约15000加仑）乙醇/年•公顷，每一个光生物反应器约有4500升培养介质，其中含有约0.5g/L蓝细菌生物质。

    净生命循环能量消耗，不包括光合成，对于初始乙醇浓度从0.5w%到5w%，则其范围从0.55 MJ/MJEtOH（乙醇）至0.20 MJ/MJEtOH，净生命循环温室气体排放范围从29.8 g CO2e/MJEtOH至12.3 g CO2e/MJEtOH。与汽油相对比较，按等量能量基准，生产这种乙醇燃料的碳足迹要减少67%和87%。