□何積惠編譯
　　綠色的淤泥靜靜地冒著氣泡,，汩汩流過西班牙沙漠上錯(cuò)落有致的導(dǎo)管,。一旦吸足了陽(yáng)光和附近工廠排出的二氧化碳（CO2），它就會(huì)快速“生長(zhǎng)”,。工人們每天會(huì)撇去一點(diǎn)淤泥,，然后拿去轉(zhuǎn)化為石油,。人類僅僅在一天之內(nèi)就創(chuàng)造出地質(zhì)學(xué)歷經(jīng)四億年滄桑才能完成的業(yè)績(jī)。
　　這究竟是一種什么樣的東西,，能吸走大氣中的碳并加以永久封存,？其實(shí)，它的基本理念相當(dāng)簡(jiǎn)單,。只要你栽種植物——這里是指藻類,，它就會(huì)自然地從大氣中汲取二氧化碳。你在提取石油后剩余下來的,，是截留住的份額可觀的碳?xì)堅(jiān)?。這種殘?jiān)闶菍?shí)現(xiàn)負(fù)碳的關(guān)鍵。如果能設(shè)法將碳貯藏到不會(huì)使它分解和重返大氣的地方,，那么從大氣中吸走的二氧化碳就會(huì)超過燃料排放的同類物質(zhì)。
　　
1 神奇藻類 號(hào)稱碳中性的乙醇研制耗費(fèi)燃料驚人 被看好的藻類可在海水等處快速生長(zhǎng)
　　這類負(fù)碳燃料決不是在變魔術(shù),，它們可能是我們?cè)诙糁茪夂蜃兓心懿杉{的最具現(xiàn)實(shí)意義的短期解決方案,。盡管目前依然處于初級(jí)階段，但美國(guó)通用電氣,、“谷歌”和英國(guó)石油等公司已紛紛斥資為這個(gè)理念買單,。
　　你每次開車外出或登上飛機(jī)去某個(gè)陽(yáng)光明媚的地方，就是在給大氣增添更多一點(diǎn)的碳,，就是在拉近一點(diǎn)與全球變暖危機(jī)的距離,。生物燃料是化解問題癥結(jié)的一個(gè)途徑，因?yàn)橹参飼?huì)在生長(zhǎng)過程中吸收大氣中的二氧化碳,，而不至于加深碳足跡的印痕,。如今最廣受歡迎的生物燃料，要數(shù)用玉米制造的乙醇,。
　　從理論上說,，這樣的燃料應(yīng)該是碳中性的。也就是說,，它從大氣中每汲取100個(gè)碳原子,，燃燒的時(shí)候就會(huì)原原本本地歸還100個(gè)。然而,，遺憾的是,，事情并非那么簡(jiǎn)單。等到農(nóng)民耕作完土地,，澆灌好化肥和收獲了莊稼——更不用說運(yùn)轉(zhuǎn)乙醇工廠所燒掉的天然氣和煤炭——之際,，他們已經(jīng)耗用了數(shù)量驚人的礦物燃料，哪里還談得上碳中性,。
　　你可能會(huì)認(rèn)為,，只要把生物燃料生產(chǎn)過程中排放的碳加以捕獲就能輕松地解決問題了,。比方說，用來生產(chǎn)乙醇的發(fā)酵工藝會(huì)生成一種近乎純凈的二氧化碳流作為副產(chǎn)品,。所以,，農(nóng)業(yè)巨頭阿丹米公司（ADM）去年開始在伊利諾伊州的迪凱特啟動(dòng)美國(guó)第一個(gè)大規(guī)模的碳捕獲和貯藏工程。它將用吸虹管吸出公司旗下乙醇工廠的二氧化碳,，經(jīng)過壓縮處理后將它貯藏到附近的地底下,。它計(jì)劃每年貯藏超過100萬(wàn)噸的二氧化碳。
　　然而,，阿丹米公司的乙醇仍不能算是碳中性的,。相反，由于制造乙醇的所有能源成本,，排放量可能只是比礦物燃料減少約20%或30%,。
　　如果把用來運(yùn)轉(zhuǎn)乙醇工廠的礦物燃料改換成再生能源，也許就有辦法解決問題了,。其實(shí),，那并不會(huì)解決基于作物的生物燃料引發(fā)的其他大問題，例如同糧食作物爭(zhēng)奪土地,。2010年,，玉米乙醇在美國(guó)運(yùn)輸燃料中占到8%，卻消耗掉這個(gè)國(guó)家近40%的玉米,。如果用乙醇取代所有的礦物燃料,，其結(jié)果要么造成糧食價(jià)格大幅飆升，要么迫使農(nóng)民轉(zhuǎn)而開墾新耕地——很可能是兩者兼而有之,。為了有助于削減大氣中的溫室氣體量,，我們就得尋找避免這一弊端的途徑?！皢栴}是我們能夠在多大程度上擺脫對(duì)生物質(zhì)或土地的依賴,。”康奈爾大學(xué)土壤科學(xué)家約翰內(nèi)斯·萊曼聲稱,。
　　這正是藻類為什么如此被看好的原因,，其中尤以現(xiàn)在有藻青菌之稱的單細(xì)胞、藍(lán)綠色變種最引人注目,。它們的生長(zhǎng)速度比地面作物快得多,，每天可潛在形成的生物質(zhì)比大豆多20余倍。它們的石油生產(chǎn)很容易通過遺傳工程得以提高,。最重要的是,，它們能在海水或非可耕地稍帶咸味的地下水中生長(zhǎng)，所以不存在同糧食生產(chǎn)或森林爭(zhēng)奪土地的困擾,。
　　這些品質(zhì)對(duì)于“生物燃料系統(tǒng)”（BFS）特別具有吸引力,，那是一家以西班牙的阿利坎特為基地,、利用藻青菌制造“藍(lán)色石油”的小公司。公司的樣機(jī)試驗(yàn)工廠設(shè)在西班牙的近海沙漠里,，依附于一家水泥工廠,，后者排放的二氧化碳正是藻類生長(zhǎng)所需要的。
　　
2 藍(lán)色石油 占用全世界約1%牧場(chǎng)地區(qū) 或滿足全世界原油消耗需求
　　“生物燃料系統(tǒng)”公司總裁貝爾納德·斯特羅伊佐向《新科學(xué)家》雜志提供的數(shù)字表明,，工藝處理過程所截獲的碳只是很小一部分,。要制造一桶石油，藻類必需從水泥工廠的大煙囪里吸取超過2噸的二氧化碳,。不過,，并非所有這些都置身于大氣之外。藻類養(yǎng)殖物必須定期加以混合,，這個(gè)過程需要耗用能源,，就像提供化肥和通過高熱和高壓處理的獨(dú)創(chuàng)性工藝制造石油那樣。這些工藝處理所需要的礦物燃料都會(huì)釋放大約700公斤的二氧化碳,。石油本身在例如汽車引擎中燃燒也會(huì)另外排放450公斤,。其余部分的碳大約相當(dāng)于900公斤的二氧化碳，則暫存在殘留物中成為可以掩埋或混入混凝土的無機(jī)碳酸鹽淤泥,。“它絕不會(huì)重返大氣,?！彼雇辛_伊佐說。
　　BFS的試驗(yàn)工廠每天生產(chǎn)大約2.5桶原油/英畝藻類,。斯托羅伊佐表示,，按照那樣的比率，類似BFS的系統(tǒng)只要占用面積僅相當(dāng)于利比亞沙漠四分之一的地區(qū)就可望滿足全世界的原油消耗需求,。3500萬(wàn)英畝固然占地廣袤,，但如果因此而取代我們每天使用的9000萬(wàn)桶石油，也不見得讓人難以接受,。它還相當(dāng)于全世界1%左右的牧場(chǎng)面積,，如果將范圍擴(kuò)大到世界各地種類繁多的植物，這一構(gòu)想很快就變得切實(shí)可行了,。
　　但是,，還有一些因素需要考慮。目前雖然還沒有售油,，但成本可能是一個(gè)問題：BFS設(shè)施決不是低劣廉價(jià)的,。容納養(yǎng)殖物的聚碳酸酯導(dǎo)管的成本要超過100萬(wàn)美元/英畝，攪拌藻類需要消耗大量的電力,。據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)2010年的一份報(bào)告稱,，這可能會(huì)將藻類生物燃料的成本推高到至少5美元/升,。
　　為了維持償付能力，“生物燃料系統(tǒng)”公司將其價(jià)值頗高的藻類副產(chǎn)品作為營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑出售,，例如Ω-3脂肪酸等,。此舉在剛起步的生物燃料業(yè)可能是行之有效的，但產(chǎn)品一旦充斥市場(chǎng),，對(duì)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑的需求就會(huì)呈現(xiàn)衰退,，而且它無論如何也沒有觸及問題的本質(zhì)。
　　不過,，這也是其他公司正在嘗試做的,。基地設(shè)在舊金山附近的“藻類系統(tǒng)”建議將藻類裝入25米的塑料袋漂浮在海岸附近處,，通過海洋培育藻類來削減成本,。塑料袋讓藻類始終漂浮在水面上，那里光線極為熾烈,，而且波浪的天然運(yùn)動(dòng)可起到攪拌作用,。該公司計(jì)劃用導(dǎo)管輸入富含氮的廢水，為藻類生長(zhǎng)提供肥料,。
　　“藻類系統(tǒng)”公司在亞拉巴馬海岸外的莫比爾灣建造了一個(gè)覆蓋面積達(dá)數(shù)英畝的試驗(yàn)工廠,，今年可望投入運(yùn)營(yíng)。公司總裁馬修·埃特伍德說,，如果組分處理像他們?cè)谘芯繉?shí)驗(yàn)室做得那么順利的話,，那么結(jié)果應(yīng)該就是碳負(fù)燃料。他補(bǔ)充說,，這種燃料在三,、四年內(nèi)就能通過削價(jià)同化石石油爭(zhēng)奪市場(chǎng)。
　　然而,，需要為藻類燃料解決的另一個(gè)問題是化肥,。藻類性喜大肆吞噬氮和磷等昂貴的營(yíng)養(yǎng)物。正像“藻類系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)所示,，如果規(guī)模相對(duì)較小,，來自城市和耕地的廢水還能輕松地提供這些營(yíng)養(yǎng)物。但是規(guī)模一旦擴(kuò)大,，簡(jiǎn)直就沒有足夠的廢水可供調(diào)配了,。“人類的營(yíng)養(yǎng)載荷根本就是不充足的,，”加利福尼亞生活周期咨詢公司能源分析師兼工程師斯特凡·翁納什說,，“你每天投給汽車的多于沖進(jìn)廁所的。”的確如此,，按照新墨西哥州桑迪亞國(guó)立實(shí)驗(yàn)室藻類燃料專家羅納德·佩特的計(jì)算,，從藻類中生產(chǎn)甚至十分之一的美國(guó)液態(tài)燃料就會(huì)耗去比美國(guó)整個(gè)供應(yīng)量還要多的氮和磷。
　　研究人員有朝一日會(huì)找到解決營(yíng)養(yǎng)物問題的途徑,，例如從藻類殘余物中提取氮和磷后重新加以使用,。但相應(yīng)地?cái)U(kuò)大規(guī)模最為棘手的難題是：用什么辦法搞到那么多的二氧化碳。根據(jù)佩特的計(jì)算,，即使栽種藻類的人有辦法把美國(guó)每一根大煙囪都搜羅遍,，也只夠每年生產(chǎn)約750億升的藻類生物燃料。那還不到當(dāng)前世界運(yùn)輸燃料需求量的十分之一,。更何況,，將生物燃料生產(chǎn)同燃燒礦物燃料的工業(yè)煙囪捆綁在一起，只不過是強(qiáng)行從二氧化碳中榨取第二輪能源,?！斑@只是推遲排放而已?！被卦O(shè)在比利時(shí)布魯塞爾的“歐洲女戰(zhàn)神”環(huán)境問題基金會(huì)會(huì)長(zhǎng)約納斯·赫爾塞思說,。
　　到目前為止，這個(gè)問題還沒有找到穩(wěn)妥的解決辦法,。不少公司正致力于研發(fā)從空氣中提取和濃縮二氧化碳的技術(shù),。基地設(shè)在紐約的“全球恒溫”公司為一項(xiàng)工藝處理提出了專利申請(qǐng),，其特點(diǎn)是使用化學(xué)物質(zhì)和大約90℃的低溫廢熱從氣流中捕獲二氧化碳,。據(jù)公司聯(lián)合發(fā)起人格拉謝拉·奇奇爾尼斯基透露，它的試驗(yàn)工廠已在舊金山附近運(yùn)轉(zhuǎn)了一年多,，第二家也在籌建之中,。她說,，公司已簽署向“藻類系統(tǒng)”提供技術(shù)的協(xié)議,，并就此同若干其他藻類生物燃料公司進(jìn)行談判。
　　
3 封存CO2以生物質(zhì)為原料促成100%負(fù)碳 為降低碳排放而發(fā)揮應(yīng)有的作用
　　解決這些問題以后,，藻類有望被證明是實(shí)現(xiàn)負(fù)碳生物燃料最有前途的介質(zhì),。但在此之前悄然風(fēng)行的，是一種不那么富有魅力的處理工藝,。
　　生物燃料最廉價(jià),、維護(hù)成本最低的給料，是玉米收割后殘留下來的草泥和稻草等廢棄生物質(zhì),，還有巨型細(xì)葉芒等多年生禾草或枯死的樹木,。這類原料曾被用來制造乙醇，但其效率一直因材質(zhì)搗碎方面存在的困難而受到質(zhì)疑?；卦O(shè)在洛杉磯以北的“冷卻行星能源系統(tǒng)”公司摸索出一條更完善的途徑,，通過研發(fā)一種所謂的熱解變異處理，利用熱量,、壓力和催化劑將生物質(zhì)直接轉(zhuǎn)化為汽油,、柴油和噴氣燃料中蘊(yùn)含的烴。這意味著該公司的燃料能混合到普通汽油中,，藉以減少礦物燃料的總量,；或者換句話說，它有助于降低汽油的碳濃度,。
　　作為公司的投資方之一,，“谷歌”的研究人員去年將5%的“冷卻行星”燃料和95%的汽油加以混合，在芒廷維尤總部對(duì)GRide車進(jìn)行了實(shí)地行車試驗(yàn),。據(jù)副總裁麥克·洛克透露,，這種混合物使汽油的碳濃度減少10%，因而提前8年達(dá)到了加利福尼亞的“2020年低碳燃料標(biāo)準(zhǔn)”,。
　　更令人欣喜的是,，碳終于被封存了起來。在“冷卻行星”的熱解處理中,，除了燃料之外還會(huì)形成大量的生物黑炭,，這是一種富含碳、酷似木炭的化合物,。但“冷卻行星”沒有像阿丹米公司那樣將殘?jiān)盥竦叵禄蚧烊胨?，而是讓生物黑炭重返土壤?br>　　這樣做的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在好多方面。它不以地質(zhì)構(gòu)造合適與否為轉(zhuǎn)移,，因此更便于運(yùn)輸,。最重要的是，生物黑炭可豐富土壤和提高作物產(chǎn)量,，因?yàn)樗谋砻婷娣e較大,，容易保持水分和營(yíng)養(yǎng)?！八鹬肿雍＞d的作用,。”洛克解釋說,。生物黑炭專家萊曼認(rèn)為,，這種物質(zhì)可以在土壤中留存數(shù)世紀(jì)之久，完全符合聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）擬定的碳封存要求,。
　　那不是促成生物燃料負(fù)碳的惟一訣竅,。“冷卻行星”將建造400個(gè)每年能生產(chǎn)4000萬(wàn)至2億升汽油的模塊化裝置，而不是將礦物燃料耗費(fèi)在運(yùn)輸生物質(zhì)到一個(gè)中心工廠制成燃料,。在大約50公里半徑內(nèi)能搞到什么生物質(zhì),，它們便使用什么作為原料?！吧镔|(zhì)出現(xiàn)在哪兒,，我們就把工廠搬到哪兒?！甭蹇苏f,，“它們猶如星巴克咖啡店一般?！?br>　　“冷卻行星”的工藝處理只讓一半的碳回歸大氣,，另一半被當(dāng)作生物黑炭貯藏了起來，從而使燃料成為洛克所稱的“100%負(fù)碳”,。然而,，為了便于打入市場(chǎng)，公司計(jì)劃推出一個(gè)60%碳負(fù),、只將三分之一碳貯藏在植物類物質(zhì)中的版本,。在洛克看來，公司找到了這個(gè)契合市場(chǎng)的“甜蜜點(diǎn)”,，應(yīng)該能以大約40美分/升的價(jià)格出售其燃料,。
　　研究設(shè)備至今只生產(chǎn)了數(shù)千升燃料。前不久,，由“谷歌”,、英國(guó)石油和美國(guó)通用電氣公司合資興建的試驗(yàn)工廠在洛杉磯附近投入運(yùn)營(yíng)，年產(chǎn)量大約為100萬(wàn)升,。它準(zhǔn)備在20年內(nèi)建造2000個(gè)模塊化裝置,，這足以提供目前世界液態(tài)燃料需求的大約10%。
　　“冷卻行星”的成果是鼓舞人心的,。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)于2007年提出報(bào)告稱,，若要讓世界避免災(zāi)難性的氣候變化，就必須開始在2015年之前減少碳排放,，到2050年降低85%,。從這個(gè)意義上說,，我們甚至還沒有開始起步,。
　　阻止二氧化碳進(jìn)入大氣看來是行不通的，所以留給我們避免麻煩的出路只有兩條,。要么著手啟動(dòng)宏偉的地球工程學(xué)方案以降低全球氣溫,，這會(huì)帶來后果未必符合意愿的巨大風(fēng)險(xiǎn)。要么設(shè)法將二氧化碳從大氣中吸收掉一部分?！凹词关?fù)碳生物燃料被證明只是小小的配角,，它們也會(huì)對(duì)減少碳排放發(fā)揮應(yīng)有的作用?！比R曼說,，“這是一種無悔的策略?！?