日本海洋研究开发机构（JAMSTEC）、丰桥技术科学大学和日本自然科学研究机构生理学研究所的研究团队在北冰洋发现了一种浮游植物，能合成与石油同等的燃料。过去没有发现过能产生与石油同等燃料的生物，此次是世界上首次发现。其中蕴含着推动脱碳社会实现所必需的生物燃料开发的可能性。

 

       日本海洋研究开发机构地球环境部门的负责人原田尚美表示，“一开始以为可能是无意中将石油混入分析样本，反复进行了试验”。这说明此次的发现非常“颠覆常识”。

 

       石油的主要成分是碳氢化合物（烃），碳原子数不同的各种大小的烃分子相互混合。石油在精炼的过程中，被分离为碳原子数为10～15个的汽油和16～20个的柴油等。

 

研究团队在北冰洋发现的浮游植物的三维结构（图片由日本海洋研究开发机构提供）

 

       研究团队发现的浮游植物具备合成碳原子数为10～38个的多种烃类的能力。

 

       合成烃类的浮游植物和藻类等此前也为人所知。但是，能合成的烃类的碳原子数的范围很小，容易氧化而且包含不稳定结构（不饱和碳原子结合），要作为生物燃料而实用化存在制约，必须与化石燃料混合后加以利用。

 

       此次新发现的浮游植物能一次形成从轻烃到重烃的多种成分，能合成没有不稳定结构的高质量燃料。如果实现批量生产，具有单独作为燃料使用的可能性。

 

       能否跨越数量的障碍

 

       其课题是产量。与正在推进实用化开发的代表性藻类相比，新发现生物的单个细胞的产量仅为2.5％～20％左右。虽然“质量”更佳，但“数量”方面比较逊色。

 

       目前尚处于基础研究阶段，无法预测生产成本，但有一点是显而易见的，那就是此次发现的浮游生物难以直接大规模生产，成本高昂，实用化面临较高障碍。

        

       如果从基因层面来分析能合成石油类似成分的机制，培育具备更优秀能力的品种，或者借助转基因使大肠杆菌等具备石油合成能力，进而克服“数量”的课题，有可能成为生物燃料的新候选。

 

   

       要实现脱碳社会，需要以接近碳中和的生物燃料来替代化石燃料。燃烧生物燃料会排放二氧化碳，但在生长过程中吸收二氧化碳，因此整体上二氧化碳排放为零。

 

       在交通工具当中，飞机的电动化并不容易，需要生物燃料的实用化。在日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）主导的项目中，日本IHI将开发采用藻类的飞机用生物燃料。此外，日本Euglena也力争以眼虫藻为原料实现实用化，两家企业都在实证试验中取得成功。

 

       新能源产业技术综合开发机构提出的生物喷气燃料的制造成本目标为每升120日元，是现有的飞机燃料的约2倍。要想尽早普及，需要政策支援，包括引进把二氧化碳排放视为成本、制定价格的“碳定价”。

 

       给石油起源的观点带来疑问

 

       海洋研究开发机构的研究团队是在北冰洋靠近太平洋一侧的楚克奇海采集到这种浮游植物。为了调查地球变暖对北冰洋生态系统产生的影响，利用海洋地球研究船“未来号”调查北冰洋，依次分析了在海里采集的浮游生物等。

 

       其中就包括误认为是石油的可合成烃类的浮游植物。这是北冰洋研究的意外“副产物”。在随后的调查中发现，这种浮游植物的种群还栖息于太平洋和大西洋。

 

       一般认为，石油是远古时期被埋在地下的浮游生物和藻类等有机物受压力、地热和微生物的作用而形成的，但在一部分相对较新的油田当中，也存在难以按一般说法解释的情况，有观点指出有可能与具备石油合成能力的浮游植物有关。在石油的起源这一点上，此次的新发现称得上给传统说法带来疑问的成果。

 

       日本经济新闻（中文版：日经中文网）编辑委员 泷顺一

 

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