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藻類生質燃料

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氮和磷是藻類生產力所需的兩種最重要的[[營養]]物質,但還需要其他營養物質,如[[碳]]和[[二氧化矽]]。所有生物體都需要大量的[[磷]]以[[磷酸鹽]]的形式進行新陳代謝。磷(P)、[[鐵]](Fe)、[[鈷]](Co)、[[鋅]](Zn)、錳(Mn)和鉬(Mo)、[[鎂]](Mg)、[[鈣]](Ca)、[[矽]](Si)和[[硫]](S) 濃度每天使用電感耦合等離子體 (ICP) 分析進行測量。在所需的[[營養素]]中,磷是最重要的營養素之一,因為它用於許多代謝過程。在所有這些被測量的元素中,磷的減少最為顯著,在培養過程中減少了84%。這一結果表明,
[[氮]](N)、[[磷]](P) 和[[鉀]](K)等營養素對植物生長很重要,是[[肥料]]的重要組成部分。
 
==轉化方法==
===依主要目的選擇===
目前仍沒有所謂的“最佳”轉換法可以適用於所有生物質,因為即使都是藻類生物質,藻種不同或是培養環境改變,生物質的化學成份就會有大幅度改變。除此之外,產物的選擇也是一門學問。一般而言液態燃料可作為交通運輸燃料因此價值最高;固態燃料與氣態燃料主要用於發電,兩者價錢互有高低,固態燃料較易於運輸、氣態燃料燃燒後較為乾淨。因此選擇轉換方式時必須應地制宜,依主要目的選擇適當方法。
=== 熱化學法/化學/生物轉化法 ===
微藻生物質之後產出生質燃料以及這些燃料的轉化方法。生物質的轉換方式主要可分為熱化學轉化法以及化學/生物轉化法。熱化學法顧名思義,就是利用加熱的方式,輔以加壓或是無氧的環境促使生物質產生化學變化生成不同燃料產品;而化學/生物法則是利用化學藥劑或是微生物將生物質轉化為燃料。熱化學法的主要優點是可以將所有生物質轉化,無需事先分離單一成份(如油脂),而且反應時間很短,通常在1小時內即可反應完成,相對於熱化學法。化學/生物轉化法則需數小時至數天才能完成,不過化學/生物轉化法能量消耗較低,並且轉化的產品經濟價值較高,因此兩者實際上難分優劣,需依照使用需求來作選擇。<ref>[https://bioenergytoday.net/2011/09/15/algaefuel_05/ 藻類生質能源(五)燃料轉換方式]BioEnergyToday 生質能源趨勢</ref>
==營運成本==
[[美國]]能源部估計,如果藻類燃料取代[[美國]]所有的石油燃料,則需要 15,000 平方英里(39,000 km <sup>2</sup>),僅占美國地圖的 0.42%,或大約是[[緬因州]][[土地]][[面積]]的一半。這還不到 2000 年美國玉米收穫面積的1 ⁄ 7。由於資本和運營成本高,藻類每單位質量的成本高於其他第二代生物燃料作物,但據稱每單位面積的燃料產量高出 10 到 100 倍。
由於淡水資源的持續枯竭,學者提倡利用廢水和[[海水]]代替[[淡水]]。然而,廢[[水]]中的[[重金屬]]、痕量金屬和其他污染物會降低細胞生物合成產生脂質的能力,並且還會影響細胞機器中的各種其他工作。海水也是如此,但污染物的濃度不同。因此,農業級肥料是營養的首選來源,但重金屬又是一個問題,尤其是對易受這些[[金屬]]影響的藻類菌株。在開放式池塘系統中,使用可以處理高濃度重金屬的藻類菌株可以防止其他生物侵染這些系統。在某些情況下,甚至已經表明,藻類菌株可以在相對較短的時間內從工業廢水中去除 90% 以上的[[鎳]]和][[鋅]]。
== 應用評估== 即使藻類生質燃料之應用具有降低二氧化碳排放的效果,且能被生物降解,不會佔用適合耕作的地方,所需水資源亦非常少,相對於其他燃料產製對環境影響較低,仍有許多重要的課題需進一步探討與研究,才能確保綠色技術發展之同時兼顧永續之生態環境維護。<ref>[https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=48177 藻類生質燃料之發展與應用]科學ONLINE</ref>在將藻類產製燃料做為正式之企業發展前,仍有需多研究工作需深入研究與評估,依據英國藻類技術發展準則(UK Roadmap for Algal Technologies)2,整體評估項目包含:<br>* 是否具備適合大量養殖藻類之環境因素;* 是否具備大量產製藻類生質燃料之場所;* 藻類於水產與海洋系統之生命週期是否符合永續發展原則(如碳平衡);* 藻類疾病是否可能造成培養及野生種群之生態影響;* 藻類繁殖後若形成非原生的藻株是否有生物安全之相關問題;* 藻類在生態系統中之探及養份循環的角色與作用;* 藻類大量繁殖時是否對海洋中的哺乳動物造成吸引或排斥;* 藻類大量繁殖是否造成水體中生物多樣性變化之衝擊;* 藻類生長產生的微量氣體排放是否造成大氣環境之影響;* 藻類繁殖場所是否達到最大化之產能與環境效益;* 藻類所需營養鹽之限制是否能夠克服。 == 生態 影響 ==
=== 對生態環境造成的影響 ===
與基於陸地的生物燃料作物(如[[玉米]]或[[大豆]])相比,由於微藻的產油率高於所有其他油料作物,微藻生產導致的土地足跡要小得多。藻類也可以生長在對普通作物無用且保護價值低的邊緣土地上,並且可以使用對農業或飲用無用的含[[鹽]]含水層的水。藻類也可以在袋子或浮篩中生長在[[海洋]]表面。因此,微藻可以提供清潔[[能源]],而對提供充足的[[食物]]和水或保護[[生物多樣性]]幾乎沒有影響。藻類種植也不需要[[殺蟲劑]]或[[除草劑]]的外部補貼,消除了產生相關[[農藥]]廢物流的任何風險。此外,藻類生物燃料的毒性要小得多,並且比石油基燃料更容易降解。
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