新墨西哥州的小哥伦布(人口1678)炎热、平坦、人烟稀少，是在农业领域发起一场新的绿色革命的理想之地。从本质上说，这就是一家资金雄厚的初创公司的叫法蓝宝石能源想做的事:它将一片300英亩的沙漠灌丛变成世界上最大的用于生产原油的海藻农场。蓝宝石公司于今年5月开始在那里生产石油，其目标是，一旦“绿色原油农场”的建设于明年完成，每天生产约100桶石油，或每年150万加仑石油。
Sapphire公司的首席执行官辛西娅•华纳说:“我们提取藻类、二氧化碳、水和阳光，然后进行提炼。”辛西娅在为石油巨头阿莫科和英国石油公司工作了20多年后加入了公司。她说，藻类有改变世界的潜力，它可以减少二氧化碳的排放，并使几乎所有国家都能生产自己的石油。华纳说:“这项技术是如此引人注目，它将带来如此大的不同，一旦推出，它就会迅速普及。”
几十年来，科学家一直在试图释放藻类的能量潜力，但他们尚未就如何着手达成一致。
据行业组织藻类生物燃料组织(Algae Biomass Organization)称，目前全球有数十家公司正在利用微藻生产生物燃料，尽管规模较小，蓝宝石就是其中之一。可以说是行业领导者的Solazyme去年向美国联合航空(United Airlines)出售了一种源自藻类的航空燃料，后者用这种燃料驾驶一架波音737-800从休斯顿飞往芝加哥，这是商用飞机首次使用用藻类制造的生物燃料飞行。由遗传学家j·克雷格·文特尔(J. Craig Venter)创立、由埃克森美孚(ExxonMobil)出资的合成基因组公司(Synthetic Genomics)正在南加州帝王谷(Imperial Valley)建设一个藻类养殖场。夏威夷的physical、澳大利亚的Karratha、Aurora algae和佛罗里达的Algenol也在开发其他的藻类养殖场。在欧洲,瑞典能源公司Vattenfall和意大利Enel集团一直在使用藻类,然后制成燃料或食物,吸收电厂排放的温室气体,Algae-Tec,澳大利亚公司已同意在欧洲经营一个基于藻类生物燃料工厂向汉莎航空公司提供航空燃油。
30多年来，科学家和企业家一直在试图释放藻类的能量潜力，但他们还没有就如何着手达成一致。有些公司在池塘中种植藻类，有些公司在透明的塑料容器中种植藻类，还有一些公司让藻类远离阳光，转而喂它们糖。为了提高藻类的产量，一些科学家采用传统的育种方法，另一些则转向基因工程。“藻类是我们今天拥有的最有前途的可再生交通燃料来源，”加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)杰出的生物学教授、该研究的联合创始人史蒂夫·凯(Steve Kay)说圣地亚哥藻类生物技术中心美国是研究机构、企业和政府的合作伙伴。
然而，我们有很多理由对藻类持怀疑态度。几十年来，科学家和企业家一直在尝试释放藻类的能源潜力，但结果好坏参半。在20世纪70年代的石油危机之后，美国政府创建了一个藻类研究项目，分析了3000多种这种微小生物;1996年，美国能源部认为藻类生物燃料成本太高，无法与化石燃料竞争，于是该项目终止。十年后，在乔治·w·布什总统宣布美国“对石油上瘾”之后，政府重新启动了对藻类的研究，风险资本流入了数十家藻类初创企业。石油公司埃克森美孚(ExxonMobil)和雪佛龙(Chevron)也下注了。
但海藻公司还没有生产出大量的石油:Sapphire 2014年的年产量目标是150万加仑每天石油消耗量1880万桶．即使是藻类最热心的倡导者也表示，藻类生物燃料的商业化至少还需要5到10年的时间，其规模将对环境或能源行业产生影响。
政府研究人员坚持认为，藻类对环境的好处尚未得到证实。
高成本仍然是商业生产的一大障碍。藻类产业遭受了“不可思议的促销、怪异的养殖系统和荒谬的生产力预测”的打击。行业顾问、生物化学家博士约翰·贝内曼(John Benemann)说，他花了30多年时间研究藻类。即使海藻农场的资本成本和运营成本很低,藻类的生产力提高,Benemann说“藻类生物燃料不能与化石能源竞争基于简单的经济学”¦真正的问题是,一个油田最终会耗尽,而藻类池塘会无限期地持续下去。”在一个彻底2010年技术评估美国劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的研究人员估计，从池塘中大规模生长的藻类中生产石油的成本在240美元至332美元/桶之间，远高于当前的石油价格。
也许更令人担忧的是，政府科学家表示，藻类对环境的好处尚未得到证实。写在美国科学家美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)的菲利普·t·皮因科斯(Philip T. Pienkos)、利夫·劳伦斯(Lieve Laurens)和安迪·亚丁(Andy Aden)说，迄今为止对藻类的少数生命周期评估显示，“能源回报无望，温室气体效益也很弱”。在电话中，Pienkos承认，理论上，藻类应该生产低碳燃料，因为燃料燃烧时排放的二氧化碳会在藻类生长时从空气中吸收。但是，他说，计算藻类真正的可持续性收益需要对投入和产出进行详细的研究，“在大型藻类养殖场建成之前，这是很困难的。”
那么，为什么还要继续追求藻类的梦想呢?因为藻类，即使是怀疑论者也说，是一种非凡的小生物，有一天会实现它们作为能源生产者的潜力。任何一个有背景的游泳池的主人都知道，藻类很容易生长(美国国家公园管理局也知道，他们本月开始抽干林肯纪念堂的倒影池，将其变成一片绿色的海洋)。藻类生长迅速，几天就成熟了。它们吸收二氧化碳，一种温室气体。它们在淡水、咸水或半咸水中茁壮成长。而且它们不与粮食作物争夺土地。根据国家可再生能源实验室的数据在美国，藻类比其他生物原料产生更多的脂质或油——每单位土地比陆地油籽作物如棕榈油和大豆高出30倍。
现在需要做的是集中力量部署所有的现代农业工具，以降低种植藻类、收获作物和提取藻类油的成本。这是所有藻类初创企业的关注点。例如,在新墨西哥州,蓝宝石是试图将外部成本的池塘(他们需要塑料衬垫,还是泥土做的?),从水去除藻类和返回的过程中,池塘、热化学过程的用于分离油和海藻。“每一步都需要多学科、多年的研发，”华纳说。
一些公司正在使用传统育种和基因改造来开发藻类品种，使其生长得更快，产量更高，并能驱除害虫。
所有这些都不便宜:Sapphire已经从包括风险投资家Arch venture Partners和英国慈善机构Venrock在内的投资者那里筹集了3亿美元威康信托基金会以及管理比尔·盖茨个人财富的Cascade Investment公司。2009年，美国能源部向Sapphire公司提供了5000万美元的赠款，该公司还从美国农业部获得了5440万美元的贷款担保。
在2000年代后期，Solazyme公司尝试了露天池塘技术，然后决定放弃使用太阳(尽管公司名称中保留了“sola”)。该公司现在在室内种植藻类，在伊利诺伊州皮奥里亚的一家工厂的大型工业发酵厂。并以甘蔗或玉米秸秆等生物质作为饲料。在电子邮件采访中，Solzayme的首席执行官Jonathan Wolfson说:“在我们的商业化计划所需要的时间范围内，通过露天池塘生产石油的经济效益是不可行的。虽然藻类是一种多产的石油生产商，但将二氧化碳和阳光转化为糖是制造石油的第一步，这远非最经济的方式。”
Solazyme公司表示，通过对藻类进行工程改造，使其能够执行任何手边的任务，该公司在历史上首次开发出了“设计石油的能力，而不是简单地使用自然界中现有的东西。”该公司不仅生产运输燃料，还生产蛋糕、饼干和冰淇淋等食品用油;个人护理产品，如肥皂和洗涤剂;以及润滑剂和表面活性剂等化学产品。Solazyme为各种市场提供服务，吸引了雪佛龙(Chevron)、英国企业家理查德•布兰森(Richard Branson)和联合利华(Unilever)等公司的投资，并获得了足够的收入，使公司得以在去年上市。(该公司目前的市值约为6.5亿美元。)更重要的是，Solazyme计划以比竞争对手更快的速度增加产能——该公司表示，到2015年，每年将生产约1.42亿加仑的可再生石油。
到目前为止，降低藻类燃料成本的最大机会就在藻类内部。就像农作物科学家通过培育玉米和小麦来提高产量，取得了惊人的成果一样，藻类公司也在利用传统育种和基因改造来培育藻类品种，使它们生长得更快、产油更多、并能驱除害虫。
文特尔的合成基因组学公司更进一步，通过研究天然藻类，从零开始设计一种属于自己的植物。文特尔没有接受采访，但是他告诉科学美国人去年他说:“每个人都在寻找一种自然生长的藻类，它将是拯救世界的神奇细胞，经过一个世纪的寻找，人们仍然没有找到它。我们希望我们不一样。”文特尔指出，遗传工具“给了我们一种新的方法:能够重写遗传密码，让细胞按我们的意愿行事。”
目前，Synthetic Genomes正在加州拉霍亚的一个温室里种植藻类。该公司最近在加州沙漠购买了81英亩土地，附近有一家电厂，预计该电厂将成为廉价二氧化碳的来源。像其他的海藻公司一样，文特尔的创业资金充足。埃克森美孚已经承诺在未来10年向该公司提供3亿美元，前提是该公司的研发里程碑能够实现;其他支持者还包括英国石油公司(BP)和风险投资公司德丰杰(Draper Fisher Jurvetson)。
文特尔承认，成功并不能保证，要看到藻类的好处需要耐心。藻类植物可能在几天内生长，但一个真正的藻类产业需要几年甚至几十年才能成熟。
更正，2012年10月15日:这篇文章的早期版本错误地描述了美国的每日石油消耗量。正确的数字是1880万桶。