1900年的巴黎世博会，柴油机的发明者德国工程师鲁道夫·狄塞耳的雄心绝不止于内燃机的更新换代，他更希望能同时带给世界一场空前的燃料革命。在展示台上，狄塞耳向柴油机里加入的燃料是一种可再生能源——花生油。1912年，在世人瞩目的眼光中，狄塞耳做出了如下预言：“植物油作为引擎燃料，今天看起来可能不值一提，但随着时间的推移，它总有一天会和石油一样重要”。

历史证明，狄赛尔不仅是伟大的发明家，也是伟大的预言家。一百余年后的2011年，美国能源部长朱棣文宣布，美国已在新一代生物燃料研发上取得了新的突破，研究人员已成功利用生物技术直接从植物纤维素中提取出了异丁醇，无论从燃烧效率还是从生产和使用成本来看，这种生物燃料都比乙醇更适合作汽油的替代品。

如果将玉米、高粱等粮食作物生产的乙醇作为第一代生物燃料，朱棣文提出的下一代生物燃料又在何方呢?

人们充满期冀的目光投向了一团小小的绿意——藻类。

藻类能源研究史

把藻类作为能源作物的构想起源于二十世纪中叶，当时的一系列实验证明，在周围环境缺少氮元素或硅元素等必须的矿物质时，某些藻类会在这种“饥饿”状态下产生大量脂质，最终在细胞内形成油滴。虽然缺乏养分能刺激藻类产油，但养分太过贫乏时，又会造成藻类抑制细胞分裂，生长速度缓慢，总产油量将不升反降。因此，要让藻类大量产油，矿物质的含量控制必须十分精确。兴味索然的研究者们并没有花费太多力气继续挖掘促使藻类产油的最优条件，随后，这方面的研究不得不被搁置了二十余年。

直到七十年代早期的石油禁运导致油价一路高企时，美国政府才猛然警觉到自己对化石燃料的过度依赖的现象已十分严重。这场危机最终促使美国能源部开始着手进行水生物种的研究计划。最初的研究是用藻类的生物质进行厌氧分解，以产生甲烷(沼气)与氢气。1978年前后的一系列实验也成功地把产气的成本控制在一个合理的范围内。后来随着部分能大量产油的藻类品系被发现，脂类燃料，即俗称的“生物柴油”才成为研究重心。例如硅藻类的一种隐秘小环藻就是许多研究者共同瞩目的品种，它的细胞壁合成需要硅，在缺硅环境下即可大量产油，它内含的三酸甘油酯可占到藻类干重的60％以上。

从1978到1996年，美国能源部下属的国家可再生能源实验室一直支持着这项研究计划，十八年间总计投资高达2500万美元。研究者们从美国各地收集了三千多种藻类，测试它们在温度、盐度、酸碱度各异的水体中的产油能力，并最终筛选出三百多种产油能力最大的绿藻和硅藻。

但炼油总成本依然是个问题。据了解，1995年的石油价格是每桶20美元，而同期的藻类柴油成本则控制在每桶59到186美元之间。与化石燃料相比，藻类柴油实在太不划算了。1996年，因削减预算，水生物种计划被最终喊停。当时的研究计划领导者之一，当前在明尼苏达双城大学任教的约翰·希恩回想往事时发出了这样的感叹：“藻类并非解决能源危机的王牌。”

脱颖而出的新一代藻类柴油

“藻类就是解决之道，就是最终答案。”辛西娅·华纳斩钉截铁地说。

2008年1月，阴郁的乌云笼罩着伦敦。当时还身为英国石油公司(BP)炼油部门高管的辛西娅在她宽敞的办公室中会见了蓝宝石能源公司的CE0杰森·派尔，蓝宝石能源公司是藻类柴油公司中的领军者之一，他们刚刚获得了大笔风险投资，连比尔盖茨的瀑布投资公司也在他们身上投下了一亿美元。

起初辛西娅只把此次会谈看成了一次礼节性的会谈，但随着杰森充满热情的介绍，她的兴趣也被逐渐唤起了。他们从中午12：30开始，一连谈了七个小时，最后辛西娅完全被杰森说服了。2008年底，49岁的辛西娅从英国石油公司辞职，离开了她服务了二十多年的石油业，举家横越大西洋，从伦敦搬到了加州。不再每日指挥来自五大洲的一万多下属，转而成为了蓝宝石能源这家仅有百余名雇员的新创公司总裁。“我承认放弃石油业的起初，确实有点令我动摇。”辛西娅表示，“但当我了解藻类技术的潜能后，猛然发现决不能将这个大好机会拱手让人。”笔者认为，任何能源要有效替代化石燃料，都必须克服产量、成本两大难关。而与其他燃料作物相比，藻类在这两点上都有着过人之处：

首先，藻类的单位产量极高。藻类作为地球上长得最快的生命体之一，只要在适宜的培养条件下，它的质量就可以在数小时内倍增，这是让其他植物望尘莫及的。同时，与其他作物的季节性产出不同，藻类可以不断生长、持续收割。美国能源部今年5月提供的一份《藻类生物燃料路线图》报告中提及，目前特定藻类的出油量已经达到了大豆的60倍。研究更显示未来每英亩藻类最高可年产6500加仑的油(每平米年产6升)，这个产量是传统燃料作物油棕榈的十倍，葵花的六十倍，大豆的一百三十五倍。

其次，在耕地面积有限的情况下，能利用各种水质和水体的藻类，无疑就拥有了淡水、半盐水、海水等广泛的种植空间，甚至连油田采出水、工业污水等原本无法利用的贫瘠土地都可以成为藻类成长的乐土。

再次，藻类生产的油类蕴含着巨大的燃烧热能。乙醇作为来自玉米、甘蔗的第一代生物燃料，每单位供给的能量大约只有汽油的三分之二。伊利诺伊大学芝加哥分校的化工教授约翰雷加尔布托曾在科学杂志上撰文表示，乙醇要取代石油的致命弱点就在其于生产成本高

而能量密度不足。而藻类可以产出十六碳甚至更长的烃类分子，单位能量比起四碳到十二碳等混合汽油来说，更是有过之而无不及。

转基因藻类的“潘多拉之盒”

在美国总统奥巴马今年七月召开的生物伦理委员会会议上，俄亥俄州大学的生态学家阿利森·斯诺就描绘出了一幅糟糕的末日情形：具有各种农药抗性的转基因藻类会逃逸到环境中大量繁殖，产生毒素，消耗殆尽水体中的氧气，造成水中其他生物的大量死亡，生态平衡被严重破坏……

然而，这一极端可能性存在的几率并不高。研究者们普遍认为，适应实验室中培养条件的“娇生惯养”转基因藻类一旦到了大自然中，绝不是它们“天然表亲们”的对手。其实，就在1998年罗斯威尔的露天藻类种植试验中，池塘里就发生了一次外来藻类的入侵事件。结果是产油低而繁殖快的野生型藻类占尽竞争优势，在养殖池中大获全胜，此外，在过去的十五年间，就发生了数起因疏忽而造成的转基因藻类外流事件，但最终从没造成严重的环境后果。

这方面的权威、合成生物学家克雷格·文特尔曾表示，虽然理论上最好给转基因藻类设计一个“自杀基因”以策万全，但他认为现阶段的转基因藻类还是非常安全的。克雷格在科学界声誉卓著，他曾共同领导完成人类基因组测序，更在今年造出了史上第一个人造生命。而他目前的研究重点之一，正是能生产

生物柴油的转基因藻类。

从2004年开始，克雷格就驾着可以安然在各种极端天气下航行的特制帆船在全世界各大洋上自由航行，他用船上装备的拖网捕捞各种微生物和藻类，然后再把它们带回实验室进行基因改良工作。

2010年，克雷格与石油巨擘埃克森美孚公司联合宣布，将投入6亿美金开展如何通过转基因藻类直接把二氧化碳转化为石油的专项研究。面对蜂拥而来的记者，文特尔踌躇满志地表示：“当年的人类基因组测序工作和如今的挑战相比，简直不值一提。全球每年消耗300亿桶石油，30亿吨煤炭，而如果我们可找出能替代这一切的燃料，不但能在未来十到二十年间停止消耗石油，而且还能让大气中的二氧化碳开始下降。”

产业化还有多远?

燃烧海藻的飞机听起来像是天方夜谭，但现实中的研究已经小有起色。据了解，目前蓝宝石能源公司就已与美国大陆航空和日本航空公司合作测试了燃料。尽管如此，许多人依然用警惕的双眼打量着藻类柴油。来自航空环境联合会的杰夫·伽扎德则指出，目前的飞机引擎都是为石油来源的航空煤油而设计的，生物柴油一旦凝结，就会对飞机内部结构燃料系统中的零部件造成损害，潜在的安全隐患也会随之而来。

美国最大的玉米乙醇生产商PoetLLC总裁马克·斯托尔斯也表示了相同的顾虑，“石油是由两千多种分子组成的混合物，我不认为科学家可以模拟出全部的两千种分子，从而制造出我们今天使用的汽油。”

“他们还不能从藻类中直接生产汽油，具体成本也不清楚。此外，尾气排放带来的影响也还是一个未知数。马克说：“与之相比，乙醇是一个已经被广泛应用了三十年以上的燃料，而且已被确切地证明有助于减少尾气排放，提高燃料品质。”

但现实的情况是，人们需要藻类。2009年，美国可再生燃料的产量是两亿六千万桶(110亿加仑)，美国计划到2022年时，把可再生燃料的年产量提高到八亿六千万桶(360亿加仑)，预计其中的三亿六千万桶将来自玉米产生的乙醇，而还有五亿桶的缺口待补。

就连美国军方也倒向了藻类。隶属五角大楼的美国国防高级研究项目署(DARPA)今年2月宣称，他们已经把从藻类中提炼油的成本降至2美元一加仑，就算需要进一步精加工成喷气机燃料，总成本也在每加仑3美元以内，届时，美国空军将再不受缺油的困扰：美军飞机引擎中燃烧的燃料有一半将最终来源于石油，而另一半则来自包括藻类的其他资源。

藻类，这团小小的绿意，究竟是不是未来能源的希望所在?也许在不远的将来，此刻心中疑虑与期冀并存的人们就会知道最终的答案。当然，信奉“人有多大胆，藻有多大产”的研究者们也并非无所畏惧，克雷格在2010年的美国国会听证会上保证他会小心行事，“你我此刻呼吸的氧气中有四成来自海洋藻类，藻类必将成为我们日常生活中息息相关的新型能源之一，藻类开发工作任重而道远。”