美国能源部先进能源研究计划署(ARPA-E)日前宣布在大型藻类生物燃料计划(Macroalgae Research Inspiring Novel Energy Resources,MARINER)中资助2200万美元用于18个研发项目。MARINER计划旨在开发关键工具,使美国成为世界领先的海洋生物质生产者。
目前,海藻主要用于人类食用,但也逐渐被用于燃料、化学原料和动物饲料的生产。MARINER项目团队将开发经济上可行的可再生能源技术,减少陆地资源争夺。这些项目分为五个类别,分别是:第一类——综合种植和收获系统的设计和实验部署;第二类——高级组件技术的设计和实验部署;第三类——计算建模工具的设计和测试;第四类——水环境监测工具的设计和测试;第五类——先进育种和遗传工具的研究和开发。每一项技术都需要减少资金和运营成本,使农场规模和部署面积大幅度增加。MARINER团队及合作伙伴涵盖了广泛的技术学科和地理区域,提供了一个全面的组合方法来推进计划实施。
表1:MARINER计划具体内容
研发主体 地点 名称(类别) 主要内容 经费/美元
卡塔利娜海牧场 加州圣佩德罗 巨藻大规模生产系统(第一类) 为太平洋巨藻养殖设计开发一种全新的培育系统,减少海藻育种时间和成本,以推进海藻规模化生产 449,772
Fearless基金 华盛顿特区 马尾藻牧场(第一类) 开发一种集成遥感和成像技术综合系统,以实现对马尾藻养殖过程的自动动态监测,减少海藻“牧场”的建设成本 500,000
Kampachi Farms公司 夏威夷州凯鲁瓦-科纳 高产大型藻类培养单点系泊阵列(第一类) 针对热带和亚热带深海环境,开发全新的养分输送技术,以将深海海水的养分有效地输送到大型藻类生产“牧场” 500,000
海洋生物实验室 马萨诸塞州伍兹霍尔 热带海藻栽培技术(第一类) 在近海领域,为热带红藻纲开发全新的高产量、低成本的养殖系统 500,000
西北太平洋国家实验室 华盛顿州里奇兰 离岸大型藻类自主设备(第一类) 利用流体动力学设计开发自动式海上浮动式海藻养殖系统,以减少海藻养殖的人工成本 500,000
Trophic公司 加州奥尔巴尼 连续高产海藻生产技术(第一类) 开发成套的养分高效输送技术,提高海藻产率和经济效益 500,000
南密西西比大学 密西西比州哈蒂斯堡 深度可调海藻生长系统(第一类) 开发一种新型的深海海藻养殖系统,能够精确定位海上灾害(如气候灾害、海洋交通)事件发生地点,以避免/减轻灾害对养殖的影响,确保养殖系统获得最高产量 500,000
南密西西比大学 密西西比州哈蒂斯堡 围场式马尾藻牧场(第一类) 开发一个半自动的围场,以容纳自由浮动的马尾藻养殖群,保护围场内的马尾藻,避免其遭受海上风暴和来往船只负面影响,同时保证其能够从海洋中获取足够的养分 500,000
阿拉斯加费尔班克斯大学 阿拉斯加州费尔班克斯 可伸缩海岸及海上大型藻养殖系统(第一类) 开发一种全新的可复制、可扩展的海藻规模化养殖场,旨在降低资本成本、减少安装和生产工序、降低运营成本 500,000
C.A. Goudey and Associates 马萨诸塞州纽伯里波特 大型海藻养殖自主拖船(第二类) 开发全新的无人驾驶拖船,用于大型海藻养殖系统,以代替人类从事海藻基础设施和生物质运输的任务 406,549
Makai海洋工程公司 夏威夷州火奴鲁鲁 大型海藻养殖性能模拟系统(第三类) 借助流体动力学开发计算机仿真模型来模拟近海海藻养殖系统(包括生物群、养分通量和养殖系统的结构性能),用于研究海洋波浪、水深和水流对养殖系统的影响 995,978
西北太平洋国家实验室 华盛顿州里奇兰 可扩展的大型海藻生产的多分辨率、多尺度建模(第三类) 开发成套的多因数计算机仿真模型工具(包括局域和全局的模型),来研究分析大型海藻养殖场结构与海洋流体之间的相互作用情况,减少养殖场部署风险和成本 2,025,986
加州大学尔湾分校 加州尔湾 大型藻类培养模式系统(第三类) 开发一种能够分析洋流、表面波浪、湍流、海藻养殖场结构、营养、光照以及生物过程等各种因素之间复杂相互作用的模型,为养殖人员设计养殖场提供关键科学数据信息,减少成本同时最大化产量 1,815,529
新英格兰大学 缅因州比德福德 水动力荷载作用有限元建模工具和海洋部署农场的结构分析(第三类) 开发可调谐的三维模型工具,模拟流体诱发的机械应力对海藻养殖系统的影响,并在缅因州海湾养殖场进行现场的系统验证 1,321,039
加州大学圣塔芭芭拉分校 加州圣巴巴拉 水产养殖监测系统(第四类) 开发一个系统级解决方案,以持续监控和采集海藻养殖的各个阶段数据信息,并将数据实时反馈到养殖场的养殖人员以实现对养殖场环境和健康状态的实时监测 2,003,894
伍兹霍尔海洋学研究所 马萨诸塞州伍兹霍尔 使用声学和紫外线感应的大型藻类农场的综合监测系统(第四类) 开发一种配备声学、光学、环境等传感器水下自动无人航行器用于观测海藻生长状态 2,063,170
威斯康星大学密尔沃基分校 威斯康星州密尔沃基 巨藻全基因组关联育种(第四类) 开发一个海藻苗种培育项目,旨在利用基因组测序以筛选出优秀的基因,通过基因工程对海藻苗种进行调控,使其内部优秀基因得以表达,改善苗种质量,提高养殖产量 2,820,128
伍兹霍尔海洋学研究所 马萨诸塞州伍兹霍尔 海藻选育种技术(第五类) 针对海带开发一种选择性育种计划,即利用表型学、基因组测序和预测方法,改善糖海带的苗种,提高产量,提升成本效益 3,704,276