新知 | 微藻：为何突然成为最热门的减碳明星

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撰文 | 小博

编辑 | 郭郭

→这是《环球零碳》的第398篇原创

35亿年前，远古菌种蓝绿藻的出现，改变了早期地球上的大气结构。

藻类是一种微生物，与其他植物一样依赖光合作用成长，如同一部巨大的气体交换机，经由水、二氧化碳及阳光之间的交互作用，将二氧化碳转换为氧气，地球也因此得以演化出丰富多样的生命体。

这些曾经改变地球早期大气的远古生物，在温室效应持续延续的今日，再一次被人类发现，成为减碳、固碳和改变地球环境的希望之星。

微藻近年来被认为是用于燃料、食品和材料等大量产品的有前途的原料。微藻走进大家的生活，是以一种保养品或者保健食品为大众所知。

微藻饱含维生素和抗氧化剂等其他微量营养素，还可以提供大量的营养蛋白质和人体必需氨基酸，所以以微藻为主的藻类，被联合国列为解决人类粮食危机的重要替代品。关于藻类作为粮食的替代品，可以阅读《环球零碳》此前写的“地球的未来粮仓：藻类农场可养活100亿人”一文。

除了这些用途外，藻类还能够固定大量用于生长的二氧化碳。大约 50% 的藻类生物质是碳，因此，微藻在支持应对气候变化方面具有巨大潜力。在相同面积下，“种微藻”甚至比“种树”能更有效减碳，减碳效率是种树的10-30倍。

今天我们就重点谈一谈微藻作为固碳高手，是如何在人类应对气候变化方面发挥作用的。

微藻如何减碳

微藻是微米大小藻类的统称，其中常见的品种，包括绿藻、小球藻、蓝绿藻等，属于一种原生生物。

目前，在合成生物技术下，可进行大量培养或生产的微藻，分属于4个藻门：蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。

微藻利用吸收的二氧化碳，来进行光合作用生长，淡水与海水皆可看到微藻的踪迹，甚至在一些小区河川内，都不难看见“绿色藻团”浮在水面上。

微藻固碳的原理与植树造林减碳一样，是利用光合作用将二氧化碳（无机碳）转换为有机体（有机碳）及氧气。一般绿色植物因生长速度缓慢，且所需土地面积广大，故减碳效益有限；相对而言，自然界的藻类，具有生长速率较快及较低的土地面积依存度等优势。

以同样一公顷面积相比，植树一年可吸收10-16吨的二氧化碳，而微藻一年则有220多吨的固碳量，是植树的10倍以上，减碳成效很高。

微藻成为气候变迁下大家需要的“生物”，也陆续出现各公司开发相关产品，从桌上型盆栽、空气清净机，到一栋建筑大楼等，都充满微藻的身影。

比如，有些人将藻类养在水缸等器皿中，来净化空气。器皿中的微藻在生长时，会吸收空气中的二氧化碳，并释放氧气。微藻可以吸收比体积大两倍的碳。以实例来看，一株微藻的小盆栽，能抵消“一杯拿铁”所产生约 340 克的碳排。

在日常生活中，还有许多地方可利用微藻，成为“固碳社群“的一份子：

比如美国人工智能公司 Hypergiant 制造了装满微藻的空气清净机。摆下约一扇门高度的仪器在办公室，将等同 400 棵树能吸收的碳排。

图说：位于汉堡的生物智能住宅BIQ，被称为世界首座绿藻建筑

来源：维基百科

英国建筑商Arup 打造出微藻大楼。将 15 层的大楼外墙，设置微藻反应器，不仅在城市中固碳，也能吸收光源，为建筑供电。

美国石油巨头埃克森美孚利用微藻炼油，通过微藻，提炼出的生质柴油，产量比常见的以玉米提炼还高出七倍。

利用微藻发展循环经济

由于微藻没有根、叶和茎，它们可以比陆地植物更有效地利用二氧化碳和营养物质，使它们能够更迅速地生长。它们可以相对容易地栽培和收获，以生产生物质作物（"藻类养殖"），可用作食品或生物能源。

藻类生物质还含有广泛的有用分子，可用于生物塑料、生物燃料、健康产品、化妆品和食品成分。

微藻的另一个惊人之处在于其多样性。还有数以万计的其他物种，其形式和功能的多样性令人叹为观止，仍在等待人类去探索。

正因为微藻的这些特点，所以可利用微藻打造循环经济。

图为夏威夷大岛科纳海岸沿线的微藻种植工厂

来源：scitechdaily， Cyanotech Corporation

微藻在帮助减少与食品安全有关的问题方面具有强大的潜力，如土地稀缺、气候变化、低效和不可持续的化肥使用，以及相关的营养物质泄漏和水污染，促进循环经济和保护自然。

因为微藻是地球上“吃碳”最快的生物，可以把制造生质能过程中产生的CO2全部吃光，并开发出零排碳生物质能源系统。

在我国台湾地区的中钢集团，就跟张嘉修教授合作，直接把高炉烟道里的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等废气导入微藻玻璃管中，由微藻吸收进行光合作用，这项计划进行一年，结果发现，微藻可以吃掉烟道中50%的二氧化碳，同时可吃掉75∼90%硫氧化物、氮氧化物。

这项结果显示，微藻具有减碳与减轻空气污染的效果。

现实操作中，如果工厂排出大量CO2与废气，必须大量培养微藻，利用海面培养微藻是较可行的作法。

而且这些“吃碳”的微藻很营养，含有丰富的叶黄素、虾红素、Omega-3脂防酸（深海鱼油主要成份），所以还可以利用微藻开发保健食品；微藻富含抗过敏、抗氧化物，可增加免疫力，还可以提炼制造药品。

微藻可制造有机的动物、水产饲料，也可用于制造化妆品、色素，在化妆品方面如口红、面霜和精华液；食品方面，如冰淇淋、果冻、饼干等。

生物精炼方面，微藻可以提炼糖；有些油藻富含油脂，可开发生物质能源，提炼生质柴油、生质酒精等。

另外，微藻富含蛋白质、矿物质，可制成有机肥料。

微藻除了可以跟重工业结合外，还可以跟养殖业结合。比如一些养猪户，猪粪尿废水任意排放至河流，会造成严重污染，这些猪粪尿废水可由微藻来吸收净化，加上烟囱排放的二氧化碳，可让微藻快速生长，微藻一生大约半天，可以进行采收，制成微藻粉或藻液，萃取叶黄素、虾红素等制造保健食品，也可制成饲料添加物，用来养鱼虾、养猪，也可以制成有机液肥，用来种植蔬果，每个环节都充分利用，是真正的循环经济。

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