巨型海带可以成为下一个生物燃料来源吗？

巨型海带，世界的最大的海藻类物种，是制造生物燃料的有吸引力的来源。在最近的一项研究中，我们测试了生长海带的新策略这可能使得可以大规模连续生产它。关键的想法是每天将海带库存移至近地面水以供阳光，然后再延伸到较暗的水中以获取营养。

与当今的能源作物（例如玉米和大豆）不同，生长海带不需要土地，淡水或肥料。在理想条件下，巨型海带每天可以每天生长超过一英尺。

海带通常在海岸附近的浅区域生长，仅在阳光和养分都丰富的地方蓬勃发展。有挑战：海洋的阳光层向下延伸地面以下约665英尺（200米）或以下，但是这个区域通常不含足够的营养来支持海带生长。

大部分开阔的海面都是全年营养贫穷的。在沿海地区，上升- 深水升到地面，带来营养 - 是季节性的。另一方面，更深的水域富含营养，但缺乏阳光。

我们的研究表明，当我们在30英尺（9米）和262英尺（80米）的深度之间循环时，海带每天都会消失。我们培养的海带从更深的，黑暗的环境中获得了足够的营养，其生长是我们移植到本地海岸海带栖息地的海带的四倍。

为什么重要

制造玉米和大豆等陆生作物的生物燃料与农田和淡水的其他用途竞争。使用海洋的植物可以更可持续，高效和可扩展。

海洋生物量可以转化为包括乙醇在内的不同形式的能量，以取代当前是玉米衍生的添加剂在美国融入汽油也许最吸引人的最终产品是生物污染 -来自有机材料的油。生物污染是通过称为水热液化的过程产生的，使用温度和压力将藻类等材料转换为油。

这些油可以在现有的炼油厂中加工成卡车和飞机的生物燃料。在电力上运行这些长距离运输模式是不切实际的，因为它们需要巨大的电池。

根据我们的计算，生产足够的海带为整个美国运输部门的动力提供动力美国独家经济区- 海洋地区距离海岸线200海里。

我们如何完成工作

我们的工作是南加州大学箭牌学院和海洋生物能源公司，由美国能源部的ARPA-E资助水手（大型藻类研究启发了新的能源）程序。研究团队包括生物学家，海洋学家和工程师，与水肺潜水员，船只操作员，研究技术人员和学生一起工作。

我们通过将海带对深度骑自行车的生物反应连接到了我们称为“海带电梯”的开放海洋结构，这是由团队工程师设计的。电梯固定在加利福尼亚州卡塔利娜岛上的USC箭牌海洋科学中心附近。太阳能绞车每天将其升高并降低，以在深水和浅水之间循环海带。

我们将35个少年海带植物深入循环三个月，并在附近的健康海带床上种植了第二套以进行比较。xf187手机版据我们所知，这是研究物理深度循环对海带的生物学作用的首次尝试。先前的研究重点是人为将深度富含营养的水泵送到表面。

下一步是什么

我们的结果表明，深度骑自行车是一种生物学上可行的培养策略。现在，我们要分析可以增加产量的因素，包括时机，水深和海带遗传学。

许多未知数需要进一步的研究，包括允许和调节海带农场的过程，以及大规模抬高海带的可能性可能会带来意外的生态后果。但是我们认为，海洋生物质量能源具有巨大的潜力，可以帮助应对21世纪的可持续发展挑战。

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黛安·金（Diane Kim）是USC Dornsife文学，艺术和科学学院USC箭牌学院的环境研究兼职助理教授和高级科学家。Ignacio NavarretE是USC箭牌环境研究研究所，USC Dornsife文学，艺术和科学学院环境研究研究所的博士后学者和研究助理。杰西卡·达顿（Jessica Dutton）是USC Wrigley环境研究研究所，USC环境研究计划，USC Dornsife文学，艺术和科学学院的研究副总监兼研究助理教授。