早正在2017年的ARPA-E動(dòng)力翻新峰會(huì)上，咱們便遇到了一家名為MarineBioEnergy的公司，該公司致力于研討一個(gè)觀點(diǎn)--機(jī)器人潛艇正在公海養(yǎng)殖海帶，以制造碳中跟生物燃料。這一觀點(diǎn)有良多可取之處：海帶正在發(fā)展進(jìn)程中接收碳，是以當(dāng)新動(dòng)物扎根時(shí)，它隨后開釋到大氣中的任何碳皆會(huì)失掉均衡。不僅如此，海帶可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)力密集型液體燃料，為此曾經(jīng)有了重大的配送基礎(chǔ)設(shè)施。最緊張的是，海帶發(fā)展正在大陸中，那意味著咱們沒必要給它施肥，給它海水，或許像風(fēng)能跟太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)那樣爭(zhēng)奪海洋空間。
海帶養(yǎng)殖的辣手之處在于，海帶須要三樣器材才氣發(fā)展：陽(yáng)光、養(yǎng)分并將其“抓牢”。這類聯(lián)合只能正在海岸線上天然天找到，那嚴(yán)峻限定了海帶的養(yǎng)殖數(shù)目。可是MarineBioEnergy公司的設(shè)法主意是正在坦蕩的大陸中養(yǎng)殖海帶，用機(jī)器人潛艇將海帶從白日的陽(yáng)光到夜間幾百米深的富含養(yǎng)分的火之間輪回。這類深度輪回是不是真的合用于海帶是一個(gè)年夜的開放性問題，但比來(lái)的一些試驗(yàn)曾經(jīng)辦理了這個(gè)問題。
海帶本身并不是天然可以實(shí)現(xiàn)輪回進(jìn)程的。海帶會(huì)本人正在淺灘上探求一些巖石，粘正在那里，朝著陽(yáng)光向上發(fā)展。為了使本人連結(jié)垂直，海帶正在每片葉子的底部發(fā)展出許多口袋狀的孢子囊，內(nèi)里有良多胞子。芽孢成熟時(shí)，芽胞分裂，內(nèi)里的芽胞便出來(lái)，用兩根鞭毛正在海里游動(dòng)。正在適合的前提下，便會(huì)抽芽并長(zhǎng)成海帶。不人曉得若是海帶正在深度輪回進(jìn)程中發(fā)展會(huì)產(chǎn)生甚么；這些囊可能造成嗎？若是不克不及，那會(huì)對(duì)動(dòng)物的其他部門形成甚么影響？
視覺分揀機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)為了辦理這個(gè)問題，MarineBioEnergy公司與南加州大學(xué)WrigleyInstituteforEnvironmentalStudies協(xié)作，正在加州海岸中的圣卡塔琳娜島（SantaCatalinaIsland）深度輪回一些小海帶。他們不利用機(jī)器人潛艇，而是組裝了一個(gè)海藻升降舵，由一個(gè)拴正在海底的自動(dòng)絞車構(gòu)成。絞盤上有一個(gè)支架，支持著許多小海帶動(dòng)物。每天晚上，升降舵皆會(huì)把它們降到80米深的養(yǎng)分豐碩的水中喂食。到了早上，全部安裝被卷起放在陽(yáng)光下。
MarineBioEnergy公司總裁CindyWilcox正在一封電子郵件中向咱們描寫道，顛末100日夜的高低輪回，測(cè)試顯現(xiàn)海帶曾經(jīng)順應(yīng)了它的深度輪回，而且正在疾速發(fā)展。
成果發(fā)明，深度輪回的氣囊又少又窄，充斥的是液體，而不是氣體。這是第一次評(píng)釋，至少有一種海帶正在白日概況的陽(yáng)光跟夜間的溫躍層以下的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間輪回時(shí)繁衍生息。”
中國(guó)分揀機(jī)器人分揀機(jī)器人市場(chǎng)前景深度輪回的海帶發(fā)生的生物量約莫是不深度輪回的對(duì)照組海帶生物量的4倍，只管試驗(yàn)正在100天后完畢，但海帶正在當(dāng)時(shí)借不完整發(fā)展。之后，看看成熟海帶究竟可以發(fā)展多大和多快，將是下一階段的試驗(yàn)方針。
Image：MarineBioEnergyDiagramshowingthelifecycleofanoceankelpfarm.
分揀機(jī)器人簡(jiǎn)圖終極，這個(gè)設(shè)法主意是將海帶的出產(chǎn)與海岸斷開，應(yīng)用太陽(yáng)能機(jī)器人潛艇將極大的海帶帶到坦蕩的大陸中。每隔90天，海帶便會(huì)被修剪、裝袋，然后送到取貨面轉(zhuǎn)化為生物燃料，而機(jī)器人潛艇則會(huì)把剛剪下的海帶拖出來(lái)，從頭起頭輪回。
海帶轉(zhuǎn)化為燃料的實(shí)際進(jìn)程是經(jīng)由過程現(xiàn)有的貿(mào)易進(jìn)程停止的，即水熱液化或厭氧消化。海帶中約莫一半的碳可以被加工成汽油或熱油當(dāng)量，而另一半則被加工成甲烷，可以用來(lái)為轉(zhuǎn)化進(jìn)程本身供給能源，轉(zhuǎn)化成氫氣，或許作為零丁的產(chǎn)物出賣。因?yàn)檎谶@個(gè)進(jìn)程中開釋的碳來(lái)自海帶本身，它實(shí)際上并不向大氣中增添任何碳，Wilcox注釋講：
快遞分揀機(jī)器人的意義咱們的猜測(cè)是，每艘無(wú)人機(jī)潛艇正在30年的使用壽命內(nèi)發(fā)展的海帶，其生物量約為12000干公噸，是無(wú)人機(jī)跟農(nóng)場(chǎng)體系質(zhì)量的200多倍。這類生物質(zhì)所含的能量是制造跟操縱無(wú)人機(jī)跟一切相關(guān)農(nóng)業(yè)設(shè)備所需能量的160多倍，包羅布置跟收割。當(dāng)海藻的燃料被熄滅時(shí)，它會(huì)開釋出幾個(gè)月前從情況中接收的二氧化碳，而農(nóng)場(chǎng)本身的碳腳印絕對(duì)較小，由于它的質(zhì)量與產(chǎn)物比擬十分小。咱們的假想是，海帶衍生動(dòng)力跟無(wú)機(jī)質(zhì)料終極將為絕對(duì)較小的農(nóng)業(yè)設(shè)備供給一切投入，是以沒有須要化石燃料去保持跟開展如許的體系。
Wilcox道，要取代美國(guó)利用的一切液體運(yùn)輸化石燃料，須要蒔植約220萬(wàn)平方公里的海帶，占太平洋面積的不到1.5%。那看起來(lái)能夠是一個(gè)比力小的百分比，但那依然須要大批的海帶，一些人憂郁那能夠會(huì)對(duì)其他海洋生物發(fā)生甚么影響。依據(jù)Wilcox的說(shuō)法，溫鹽環(huán)流每一年正在全部大陸發(fā)生約莫3.5米的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)上升流，海帶養(yǎng)殖只能接收上升流中約莫6厘米的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。風(fēng)趣的是，經(jīng)由過程出產(chǎn)肥料作為生物燃料的副產(chǎn)品，海帶借可以用來(lái)資助將深海的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)帶回海洋，這一進(jìn)程現(xiàn)階段只能經(jīng)由過程火山跟鮭魚停止。Wilcox道：“咱們估計(jì)大陸農(nóng)場(chǎng)的次要作用將是資助削減人為形成的大批人工營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流入大陸形成的損傷，但那須要更多的研討。”
正在將來(lái)幾年，MarineBioEnergy公司愿望應(yīng)用ARPA-E供給的資金建造耕具原型，并停止大規(guī)模的大陸實(shí)驗(yàn)，之后的方針是樹立第一個(gè)農(nóng)場(chǎng)，起頭大規(guī)模出產(chǎn)海帶。
原文題目：機(jī)器人鞭策了海洋生物燃料的開辟
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