日本海洋研究開發機構（JAMSTEC）、豐橋技術科學大學和日本自然科學研究機構生理學研究所的研究團隊在北冰洋發現了一種浮游植物，能合成與石油同等的燃料。過去沒有發現過能産生與石油同等燃料的生物，此次是世界上首次發現。其中蘊含著推動脫碳社會實現所必需的生物燃料開發的可能性。

 

       日本海洋研究開發機構地球環境部門的負責人原田尚美表示，「一開始以為可能是無意中將石油混入分析樣本，反覆進行了試驗」。這説明此次的發現非常「顛覆常識」。

 

       石油的主要成分是碳氫化合物（烴），碳原子數不同的各種大小的烴分子相互混合。石油在精煉的過程中，被分離為碳原子數為10～15個的汽油和16～20個的柴油等。

 

研究團隊在北冰洋發現的浮游植物的三維結構（圖片由日本海洋研究開發機構提供）

 

       研究團隊發現的浮游植物具備合成碳原子數為10～38個的多種烴類的能力。

 

       合成烴類的浮游植物和藻類等此前也為人所知。但是，能合成的烴類的碳原子數的範圍很小，容易氧化而且包含不穩定結構（不飽和碳原子結合），要作為生物燃料而實用化存在制約，必須與化石燃料混合後加以利用。

 

       此次新發現的浮游植物能一次形成從輕烴到重烴的多種成分，能合成沒有不穩定結構的高品質燃料。如果實現批量生産，具有單獨作為燃料使用的可能性。

 

       能否跨越數量的障礙

 

       其課題是産量。與正在推進實用化開發的代表性藻類相比，新發現生物的單個細胞的産量僅為2.5％～20％左右。雖然「品質」更佳，但「數量」方面比較遜色。

 

       目前尚處於基礎研究階段，無法預測生産成本，但有一點是顯而易見的，那就是此次發現的浮游生物難以直接大規模生産，成本高昂，實用化面臨較高障礙。

        

       如果從基因層面來分析能合成石油類似成分的機制，培育具備更優秀能力的品種，或者借助基因改造使大腸桿菌等具備石油合成能力，進而克服「數量」的課題，有可能成為生物燃料的新候選。

 

   

       要實現脫碳社會，需要以接近碳中和的生物燃料來替代化石燃料。燃燒生物燃料會排放二氧化碳，但在生長過程中吸收二氧化碳，因此整體上二氧化碳排放為零。

 

       在交通工具當中，飛機的電動化並不容易，需要生物燃料的實用化。在日本新能源産業技術綜合開發機構（NEDO）主導的項目中，日本IHI將開發採用藻類的飛機用生物燃料。此外，日本Euglena也力爭以眼蟲藻為原料實現實用化，兩家企業都在實證試驗中取得成功。

 

       新能源産業技術綜合開發機構提出的生物噴氣燃料的製造成本目標為每升120日元，是現有的飛機燃料的約2倍。要想儘早普及，需要政策支援，包括引進把二氧化碳排放視為成本、制定價格的「碳定價」。

 

       給石油起源的觀點帶來疑問

 

       海洋研究開發機構的研究團隊是在北冰洋靠近太平洋一側的楚克奇海採集到這種浮游植物。為了調查地球變暖對北冰洋生態系統産生的影響，利用海洋地球研究船「未來號」調查北冰洋，依次分析了在海裏採集的浮游生物等。

 

       其中就包括誤認為是石油的可合成烴類的浮游植物。這是北冰洋研究的意外「副産物」。在隨後的調查中發現，這種浮游植物的種群還棲息于太平洋和大西洋。

 

       一般認為，石油是遠古時期被埋在地下的浮游生物和藻類等有機物受壓力、地熱和微生物的作用而形成的，但在一部分相對較新的油田當中，也存在難以按一般説法解釋的情況，有觀點指出有可能與具備石油合成能力的浮游植物有關。在石油的起源這一點上，此次的新發現稱得上給傳統説法帶來疑問的成果。

 

       日本經濟新聞（中文版：日經中文網）編輯委員 瀧順一

 

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