微藻能源产业化关键技术的研究进展
利用微藻制备生物能源的研究进展
利用微藻制备生物能源的研究进展郝国礼刘佳陈超李兴杰姜峰（唐山师范学院生命科学系唐山063000）摘要：随着全球范围内的能源需求不断增加，化石燃料日趋枯竭，环境污染日益严重，因此开发可再生、环保的替代燃料已成为经济可持续发展最重要课题之一。
微藻具有巨大的生物能源生产潜力。
本文结合目前能源微藻在藻种选育、影响微藻产油因素以及生产工艺方面的研究现状和微藻综合利用发展中存在的问题,综述了近年来各国在微藻能源开发方面的重要科研工作,以及微藻能源与低碳的关系，并对微藻能源开发的相关研究方向和进展进行了评述。
关键字：能源微藻；低碳；影响因素；工艺流程；综合利用Advances in production of bio-energy from microalgaeHao Guoli Liu Jia Chen Chao Li Xingjie Jiang Feng （Tangshan Teachers College, Department of Biological Sciences, 08 T echnical Class）Abstract:With the increasing demand of worldwide energy, depletion of fossil fuels, and the increasingly serious environmental pollution, the exploration of renewable and environmentally friendly alternative fuels has become one of the most important subjects of sustainable economic development .Microalgae has enormous potential for bio-energy production. In this paper, algae species selection, factors that affect the oil-production of microalgae, current situation of production process and problems in the development of utilization are all included to review the recent scientific effort of many countries in exploring microalgae. Furthermore, the relationship between microalgae energy and low carbon life, and direction and progress of microalgae-energy were also made a comment. Keywords: Energy Microalgae; low-carbon; Factors; Process; Utilization1前言世界经济的现代化，得益于化石燃料的开发与应用。
微藻生物能源研究现状
微藻的采收
三、微藻的大规模培养方式
• 目前微藻的大规模培养主要有3种方式：传统的敞开式跑道
式培养，封闭式的光生物反应器培养和封闭式的发酵罐生 产。
传统的敞开式跑道式培养
传统的敞开式跑道式培养具有设施简易、投 资低、成本小等特点，但产量低、培养面积大、 生长因子难控制、CO2补加困难、收获成本高、 易被其他生物污染和产品质量低等缺点限制了这 种开放式的培养方式。
封闭式的光生物反应器培养
封闭式的光生物反应器培 养可以使藻细胞的密度提高了6 -12倍，总体积相对减少，分离 成本大大降低，各种生长因子 及工艺可以采用自动化、集约 化管理，提高了生产效率和产 品质量，避免受其他生物和非 生物物质的污染 。 但是该种方法也有其不足的 地方，国内外研究生产了各种 各样的生物反应器，大部分都 存在造价高这一特点。
• 我国微藻产业尚处于起步阶段， 还存在成本过高、难以规
模放大等若干瓶颈问题，尚有许多关键技术有待突破，相 关工程技术需要集成。随着对藻种选育研究和微藻的工程 改造继续深入，培养条件、培养方式等的不断改进，提取、 分离和转化等过程工艺的不断完善，微藻产品将具有更低 的生产成本，从而获得更大的市场竞争力。
Thank you ！
Schematic of column photobioreactor.
封闭式的发酵罐培养
封闭式的发酵罐培 养可以大量培养隐甲 藻等异养藻，可以节 省一部分开支， 但是 对于其他的自养藻却 很不利。而且发酵罐 培养需要较高的操作 技术，培养基的添加 等也限制着该方法的 应用。
四、最新成果
美 国 荷 兰 以 色 列 中 国
以微藻为原料制备生物柴油的研究 进展与发展趋势
04/03/2014
高效利用微藻资源生产生物燃料技术研究
高效利用微藻资源生产生物燃料技术研究1. 绪论微藻是一类微小的单细胞藻类生物，生长在水体中，通过光合作用进行光合碳固定和氧气释放。
近年来，随着对可再生能源的需求不断增长，微藻资源作为生物燃料的潜在来源受到了广泛关注。
高效利用微藻资源生产生物燃料技术研究已经成为当今能源领域的热点之一。
2. 微藻资源的潜力微藻具有生长周期短、生长速度快、含油量高等优点，适合用于生物燃料的生产。
与传统的能源作物相比，微藻的种植占地少、生长周期短，能够大幅提高能源生产的效率。
此外，微藻资源还可以有效地利用二氧化碳和污水等废弃物进行生长，具有良好的环境友好性。
3. 微藻生物燃料的生产路径微藻生物燃料的生产主要包括微藻培养、收获、油脂提取和转化为生物燃料等多个步骤。
在微藻培养阶段，需要控制好光照、温度、营养盐等生长条件，以促进微藻的生长和油脂积累。
之后，通过物理或化学方法将微藻收获，并提取其中的油脂，最终通过催化转化等技术将油脂转化为生物燃料，如生物柴油等。
4. 高效利用微藻资源的关键技术为了提高微藻生物燃料的产量和质量，需要研究和发展一系列关键技术。
其中，微藻菌种的筛选和改良、培养条件的优化、收获和提取油脂的技术以及燃料转化技术等都是影响微藻生物燃料生产效率的重要因素。
通过不断创新和完善这些关键技术，可以实现微藻资源的高效利用，提高生物燃料的生产效率和经济性。
5. 微藻生物燃料在能源领域的应用前景微藻生物燃料作为一种可再生清洁能源，具有广阔的应用前景。
在汽车燃料领域，生物柴油等微藻生物燃料可以作为传统石油燃料的替代品，减少对化石燃料的依赖，减少温室气体的排放。
此外，微藻生物燃料还可以应用于航空燃料、船舶动力等领域，为我国能源结构的转型升级提供重要支撑。
6. 结语随着能源问题和环境问题日益凸显，高效利用微藻资源生产生物燃料技术的研究具有重要的理论和实践意义。
未来，随着技术的不断创新和完善，微藻生物燃料将成为我国能源领域的重要组成部分，为推动可持续发展和建设资源节约型社会做出重要贡献。
国内微藻研究现状
国内微藻研究现状微藻是一种微小的单细胞藻类生物，其细胞大小通常小于0.5毫米。
尽管微藻在生态系统中普遍存在，但近年来人们对微藻进行了更深入的研究，发现微藻具有广泛的应用潜力。
国内对微藻的研究也日渐增多，主要涉及微藻生态学、生物技术和能源等领域。
在微藻生态学方面，国内研究人员主要关注微藻在水生生态系统中的分布和演化规律。
微藻在自然界中广泛存在于海洋、淡水湖泊及土壤中，对环境中的能量流、物质转化和生态系统的稳定性起着重要作用。
研究人员通过采样和分析，揭示了微藻在不同生态系统中的多样性和丰度。
同时，他们还研究了微藻与其他生物种类之间的相互作用关系，如微藻与浮游动物之间的共生、捕食和寄生关系等。
这些研究对于维护和管理生态系统的平衡至关重要。
在微藻的生物技术应用方面，国内研究人员主要关注微藻的生长动力学和生物降解能力。
微藻具有快速生长、高生物量和高蛋白质含量等特点，被广泛用于生物肥料、动物饲料和食品添加剂等领域。
研究人员通过调节培养条件，如光照、温度和营养盐等，优化微藻的生长过程，提高产量和质量。
此外，他们还研究微藻的生物降解能力，如利用微藻降解重金属、有机污染物和废弃物等。
这些研究为解决环境污染和可持续发展提供了新的思路和方法。
总的来说，国内微藻研究取得了一定的进展，涉及了微藻生态学、生物技术和能源等多个领域。
微藻的研究不仅有助于理解生态系统的结构和功能，还为解决环境问题和开发可持续发展技术提供了潜在的资源和工具。
然而，微藻研究仍然面临一些挑战，如培养技术的优化、基因工程的安全性和生产成本的降低等。
未来，国内微藻研究需要进一步加强合作，整合资源，共同推动微藻研究的发展和应用。
利用微藻生产生物质能源的研究
利用微藻生产生物质能源的研究随着全球能源需求的不断增长和化石能源日益枯竭，寻找替代能源已成为当今世界的热点问题。
生物质能源因其可再生、清洁、低碳的特点备受关注，而利用微藻生产生物质能源的研究成为当前研究的热点之一。
1. 微藻生产生物质能源的意义微藻具有光合作用效率高、生长周期短、生长速度快等优势，是生产生物质能源的理想生物资源之一。
利用微藻生产生物质能源可以有效减少对化石能源的依赖，降低温室气体排放，为人类社会可持续发展提供重要支撑。
2. 微藻生产生物质能源的技术路线微藻生产生物质能源的技术路线主要包括微藻培养、油脂提取和生物质能源生产三个环节。
在微藻培养方面，优化光照、温度、营养盐等环境条件对提高微藻生长速度和油脂含量至关重要；油脂提取则是将微藻中的油脂分离并提炼成生物燃料；生物质能源生产则通过将微藻油脂转化为生物柴油、生物乙醇等燃料形式。
3. 微藻生产生物质能源的挑战与机遇尽管微藻生产生物质能源前景广阔，但仍然面临着一些挑战。
例如，微藻培养过程中存在的污染、光照和温度变化对微藻生长的影响等问题亟待解决。
然而，随着科技的不断进步，为微藻生产生物质能源提供了更多的技术手段和方法，未来发展的机遇依然充满希望。
4. 微藻生产生物质能源的发展趋势随着环保意识不断增强，对可再生能源的需求也在逐渐增加，微藻生产生物质能源的发展前景可谓一片光明。
未来，随着技术的日益成熟和生产成本的降低，微藻生产生物质能源有望成为主流能源之一，为人类社会的可持续发展贡献力量。
5. 结语利用微藻生产生物质能源是一个具有巨大发展潜力的研究领域，需要科研人员们共同努力，不断探索创新，以推动微藻生产生物质能源技术的发展。
相信在不久的将来，微藻生产的生物质能源将会成为能源领域的新宠，为人类社会的绿色发展贡献更多力量。
微藻生产技术及其在能源领域中的应用研究
微藻生产技术及其在能源领域中的应用研究随着能源危机的愈演愈烈以及环境污染问题的凸显，人们对于可再生能源的需求日益迫切。
微藻作为一种非常重要的单细胞生物，其生长速度快，繁殖能力强，同时具有高效的光合作用等特点，被视为是一种重要的生物能源资源。
在微藻生产技术应用方面，国内外多项研究表明，微藻可以被用作生产生物质燃料、生物柴油、生物氢等方面，能带来很大的经济效益和环境效益。
一、微藻生产技术研究现状1. 光合材料的优化微藻的光合作用是其生长和繁殖的最重要途径，而光合材料的优化对于提高微藻的生产效率非常重要。
传统的光合材料中主要以玻璃制品为主，但是其对光线的反射和折射导致能量分散，不利于微藻生长。
目前，研究者们尝试使用一些新型材料，如透明塑料、聚碳酸酯、丙烯酸等材料作为光合材料，提高微藻光合作用的效率。
2. 化学合成方法的改进微藻生产技术中有很多化学合成的步骤，如微藻的筛选、培养、收获等步骤，而化学合成方法的改进，可以使生产效率更高。
目前，研究者们尝试使用新型的生物材料，以提高微藻的繁殖速率、更好地抗菌、抗氧化以及耐低温等特性。
二、微藻在能源领域中的应用研究1. 微藻在生物柴油生产中的应用微藻中的油脂含量较高，经过一系列处理后，可以转化为生物柴油。
生物柴油相对于普通柴油来说，不仅来源稳定，而且环保、经济、安全等方面都具有显著优势。
因此，微藻生产生物柴油在未来的能源结构中也将扮演重要角色。
2. 微藻在生物质能源生产中的应用微藻作为一种生产生物质能源的重要生物资源，其含有大量蛋白质、纤维素等生物质，可以被化学或者生物方法加工成生物燃料，并在电力、热能等领域进行应用。
此外，微藻也可以被用作气体生产，例如生物氢、直接渗透甲醇燃料电池等，同时可以降低生产成本、提高总体能量利用效率。
三、微藻生产技术及其在能源领域中的应用的挑战与发展1. 技术的不成熟目前，微藻生产技术的应用还面临许多挑战，例如微藻的培养、收获、制备等过程中还存在很多技术难点，当前的微藻生产技术还需要不断地进行完善和优化。
微藻能源技术开发和产业化的发展思路与策略
微藻能源技术开发和产业化的发展思路与策略一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护压力的日益加大，微藻能源作为一种绿色、可再生的生物能源，正受到全球范围内的广泛关注。
微藻能源技术开发与产业化发展思路与策略的研究，对于推动微藻能源技术的实际应用和产业化进程具有重要意义。
本文旨在全面概述微藻能源技术的基本原理、研究现状、发展趋势以及面临的挑战，探讨其产业化发展的思路与策略，以期为我国微藻能源技术的进一步研究和产业化发展提供有益参考。
本文将首先介绍微藻能源技术的基本原理和优势，包括微藻的生长特性、光合作用机制以及微藻生物质转化为能源的过程。
接着，分析当前微藻能源技术的研究现状，包括国内外在微藻培养、生物质转化、能源提取等方面的研究成果和进展。
在此基础上，探讨微藻能源技术的发展趋势，包括提高微藻生长效率、优化生物质转化工艺、降低生产成本等方面的发展方向。
随后，本文将重点分析微藻能源产业化发展所面临的挑战，包括微藻培养过程中的环境问题、生物质转化技术的瓶颈、市场竞争压力等。
针对这些挑战，提出相应的思路与策略，包括加强技术研发与创新、优化产业链结构、提高产品质量与竞争力等。
结合我国微藻能源技术的实际情况和发展需求，提出具体的产业化发展建议，为我国微藻能源技术的进一步发展和产业化进程提供有益的参考。
二、微藻能源技术的优势与挑战微藻能源技术以其独特的优势，正逐渐成为可再生能源领域的新星。
微藻具有极高的生物质生产效率，能在短时间内积累大量生物质，这使得微藻成为生物燃料生产的理想原料。
微藻生长过程中能吸收大量的二氧化碳，具有显著的碳减排效果，对于缓解全球气候变化具有重要意义。
微藻能在各种极端环境下生存，如高盐度、高温等，这使得微藻能源技术在地域选择上具有更大的灵活性。
微藻的油脂含量较高，且油脂品质优良，适合用于生产生物柴油等能源产品。
尽管微藻能源技术具有诸多优势，但在其产业化的过程中仍面临一些挑战。
微藻的培养和收获技术尚不成熟，这影响了微藻生物质的大规模生产。
海洋微藻生物技术的研究现状与进展
海洋微藻生物技术的研究现状与进展王颖新生技0811 0820212132摘要：微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。
本文简要综述了海洋微藻生物培养技术的研究现状，并对其应用前景进行了展望，现代高新技术为海洋微藻的研究开发利用和产业化提供了更广阔的前景。
关键词：微藻、成分、培养技术、应用微藻是指一些微观的单细胞群体，是最低等的、自养的释氧植物。
它是低等植物中种类繁多、分布极其广泛的一个类群。
无论在海洋、淡水湖泊等水域，或在潮湿的土壤、树干等处，几乎在有光和潮湿的任何地方，微藻都能生存。
海洋微藻是海洋生态系统中的主要初级生产者 ,种类多 ,繁殖快 ,在海洋生态系统的物质循环和能量流动中起着极其重要的作用。
近几十年来 ,随着现代生物技术的应用 ,分离鉴定手段的提高 ,遗传工程、基因工程等的迅猛发展 ,人类对海洋微藻的研究开发已进入一个崭新的时期。
由于海洋微藻营养丰富 ,富含微量元素和各类生物活性物质 ,而且易于人工繁殖 ,生长速度快 ,繁殖周期短 ,所以在医药、食品工业、环境监测、生物技术、可再生能源等方面具有广阔的应用前景。
1微藻中的多种成分微藻种类繁多，微藻细胞中含有：蛋白质、脂类、藻多糖、β-胡萝卜素、多种无机元素（如Cu,Fe,Se,Mn,Zn等）等高价值的营养成分和化工原料。
微藻的蛋白质含量很高，是单细胞蛋白(SCP)的一个重要来源。
微藻所含的维生素A、维生素E、硫氨素、核黄素、吡多醇、维生素B12维生素C、生物素、肌醇、叶酸、泛酸钙和烟酸等增加了其作为SCP的价值。
藻中类胡萝卜素含量较高，具有着色和营养的作用，可用来防治癌症、抗辐射、延缓衰老,增强机体免疫力等生理作用。
化学合成均为反式的β-胡萝卜素，对人体有致癌、致畸的作用,而顺式异构体在抗癌、抗心血管疾病功能比全反式异构体高，藻粉中β-胡萝卜素含量高达14%。
利用微藻制备生物能源的研究进展
单位面积 的产油量计 算， 微藻产油可达陆地油料作 物产 油量 的３ ０倍。微藻还可 以利用盐碱地 、沙漠 、海域来 养殖 ，存
在不与粮争地及 不与人争粮的 巨大优势 。 获得 大量的微藻生 物质是微藻 生物 能源 发展的首要前提 ， 而优 良的微 藻种质是 提 高微 藻生物质产 量、降低原料成本 的关键 。产油量较高的 部分藻类含 油量 占干 重的 比例分别是小球藻 （ ｈｏｅｌ ． Ｃ ｌｒｌ ｓ ， ａｐ ２ ％－２ 、葡萄 藻 （ ｏ ｙ ｃｃｕ ，２ ％．５ 、三角褐指 ８ ３ ％） Ｂ ｔ ｏ ｏｃｓ ５ ７ ％） ｒ 藻 （ ｈ ｅｄ ｃ ｌｍ ｔ ｃｒｕｕ Ｐ ａ ｏａ （ ｕ ｒ ｏｎ ｔｍ，２ ｏ ３ ％ ） 杜 氏 盐 藻 ｙ ｉ ０ｏ ０ 、 ／ －
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｅ ｇ ｃ ｏ ｇ ｅ ｌ ｗ－ ａ ｂ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓｔｃ ｎ ｑ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｔｌ ａｉ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｎ ｒ ｍｉｒ ａ ａ ； ｏ ｃ ｏ ； ｒ ｃ ｓ ｈ ｉ ｕ ； ｏ ｒ ｈ ｎ ｉ ｅｕ ｉ ｚ ｔ ｙ ｌ ｒ ｅ ｉ ｏ
０３０ ） ６００ （ 山师 范学院 生命科学系 ，河北 唐 山 唐
摘
要 ：结合 目前能源微 藻在藻种选育 、影响微藻产油 因素 以及生产工 艺方 面的研 究现状和微 藻综合利 用发
展 中 在的 问题 ，综述 了近年来各 国在微 藻能源 开发方 面的重要科研工作 ，以及微 藻能源与低碳 的关系 ，并对微 存 藻能源开发 的相关研 究方 向和进展进行 了评述． 关键 词：能源微 藻；低碳 ：工 艺流程；综合利用
中图分类号 ：Ｑ７ ； Ｋ６ ７Ｔ 文献标识 码：Ａ 文章编 号： １０ －１５２ １）５０ ４ —４ ０ ９９ １（０ １ －０ ００ ０
国内微藻研究现状
国内对于微藻的利用及研究进展摘要：在世界能源危机的影响下，生物质能源由于其环保性，被认为是一个最具有发展潜力的石油替代品。
其中微藻就展现了在生物能源方面的重要角色。
微藻是一类单细胞或简单多细胞的微生物，其生长快速，能够有效的固定CO2，在细胞内合成油脂用于生物燃料的生产。
近些年来，在世界能源危机的影响下，社会各界对于寻求新的可再生能源方面的关注度不断的提高。
人们已在沼气，生物醇类，生物柴油等方面取得一定的成效。
但面对世界对燃料的巨大需求量，人们要不断的研究开发更高效的生物能源获取方式。
藻类作为一种重要的可再生资源，具有分布广、生物量大、光合高效、含脂量高的优点。
其中的微藻在此方面更是具有突出地位。
随着世界各国各科研机构对微藻的研究的不断深入，利用微藻改善大气环境，生产生物燃料已成为现实。
本文结合国内外对微藻研究的进展，综述利用微藻的优势，生产生物柴油的微藻的筛选，生物柴油的生产技术手段，以及生产中存在的问题和展望等。
1 微藻开发的优势地位微藻是一类数目巨大的可再生资源，具有较高的CO2固定效率。
利用微藻开发生物质能源的优势地位可以总结为一下几点：光和效率高，适应能力强，且不占用耕地；细胞结构简单，含油脂量高；微藻燃烧值高，环境友好。
同时，微藻通过细胞代谢产生藻多糖、蛋白质、色素、氨基酸等，为丰富的人体必须营养活性成分，可以作为功能保健品和某些疾病的专方或辅助药物。
微藻不论是在减排CO2方面，还是在生物新能源的开发上都是十分重要的。
微藻是一类单细胞或简单多细胞的微生物，生长迅速，固定CO2和储存太阳能的效率是陆生植物的10-50倍。
因此，微藻的产业化生产可以用于CO2减排，缓解地球的温室效应。
同时，微藻较高的油脂含量，特别是一些微藻在异养或营养限制的条件下，油脂含量可达20%-70%。
若按微藻含油脂量30%计算，年产油脂微藻1.5-2.5万吨，可制备微藻生物柴油3000-5000吨，能有效转化CO2约2.7-4.5万吨。
微藻生物质可再生能源的开发利用
微藻生物质可再生能源的开发利用随着环境污染和能源需求问题的日益严重，开发清洁、可再生的能源已成为全球的热门话题。
微藻生物质可再生能源作为新型能源的一种，受到了广泛。
本文将介绍微藻生物质可再生能源的概念、特点、研究现状、开发利用优势、技术介绍、案例分析以及前景展望。
微藻生物质可再生能源是指利用微藻在光合作用过程中产生的能量，将其转化为生物油或生物燃气等形式的能源。
微藻是一种单细胞生物，具有生长速度快、适应能力强、可产生大量的生物质等特点，是理想的可再生能源生产原料。
目前，世界各国都在积极开展微藻生物质可再生能源的研究和开发。
美国、欧洲、日本等国家和地区在此领域处于领先地位，建立了一批微藻生物质能源研究中心和示范项目。
其中，最具代表性的是美国国家可再生能源实验室（NREL）的“微藻生物质能源计划”，该计划旨在研究利用微藻生产生物油的技术。
可再生性强：微藻繁殖速度快，周期短，能够持续产生生物质，有利于能源的可持续发展。
含油量高：某些微藻种类具有很高的含油量，可用于生产生物油。
降低二氧化碳排放：微藻能够吸收二氧化碳进行光合作用，有助于减少温室气体排放。
适应性强：微藻可在各种环境中生长，如海水、淡水、沙漠等，有利于扩大能源生产的地理范围。
培养技术：微藻的培养是生产生物质的基础。
目前，主要采用封闭式培养和开放式培养两种方式。
封闭式培养有利于控制微藻生长环境，提高产量；开放式培养则具有成本低、易于管理等优势。
转化技术：将微藻生物质转化为能源是整个开发利用过程的核心。
目前，主要采用热裂解、生物发酵和氢化等方法。
热裂解法可将微藻生物质转化为生物油，生物发酵法可生产生物燃气，氢化法可制备生物氢气。
以美国“微藻生物质能源计划”为例，该计划通过研究不同环境下的微藻种类，筛选出适合生产生物油的微藻品种。
同时，采用封闭式培养和开放式培养相结合的方式，实现微藻的大规模生产。
在转化方面，计划采用热裂解技术将微藻生物质转化为生物油，并进一步探索生物发酵和氢化等其他转化方法。
微藻生物燃料的研究进展
微藻生物燃料的研究进展微藻生物燃料是一种新型的可再生能源，具有高效、清洁、可持续等优点，备受科研人员的关注和研究。
随着能源危机和环境污染问题的日益突出，微藻生物燃料的研究进展也越来越受到重视。
本文将就微藻生物燃料的研究现状、关键技术和发展前景进行探讨。
一、微藻生物燃料的研究现状微藻是一类单细胞藻类生物，具有光合作用的能力，可以通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物质。
利用微藻生产生物燃料已经成为一种备受关注的研究方向。
目前，微藻生物燃料的研究主要集中在以下几个方面：1. 微藻的种类选择：目前已经发现了大量的适合生产生物燃料的微藻种类，如钝叶藻、小球藻、硅藻等。
不同种类的微藻在生物燃料生产中具有各自的优势，科研人员正在通过筛选和改良微藻种类，提高其生产生物燃料的效率和产量。
2. 光合作用效率提升：光合作用是微藻生产生物燃料的关键过程，提高光合作用效率可以增加生物燃料的产量。
科研人员通过调控微藻的生长环境、优化光照条件和改良光合作用途径，不断提升微藻的光合作用效率。
3. 生物燃料提取技术：微藻生产的生物燃料主要包括生物柴油和生物乙醇两种类型。
提高生物燃料的提取效率和纯度是当前研究的重点之一。
科研人员通过生物工程技术和化学方法，不断优化生物燃料的提取过程，降低生产成本，提高生物燃料的品质。
二、微藻生物燃料的关键技术微藻生物燃料的研究涉及多个学科领域，需要综合运用生物学、化学、工程学等知识，发展出一系列关键技术。
以下是微藻生物燃料的关键技术：1. 微藻培养技术：微藻的培养是生产生物燃料的基础，科研人员需要控制好微藻的生长环境，包括温度、光照、营养盐等因素，确保微藻的正常生长和繁殖。
2. 光合作用调控技术：通过基因工程技术和代谢途径调控，提高微藻的光合作用效率，增加生物燃料的产量。
3. 生物燃料提取技术：包括生物柴油和生物乙醇的提取技术，通过生物工程和化学方法，将微藻中的油脂和糖分离提取，制备成生物燃料。
利用微藻制备生物能源的研究进展
利用微藻制备生物能源的研究进展郝国礼刘佳陈超李兴杰姜峰（唐山师范学院，生物技术，唐山063000）摘要：随着全球范围内的能源需求不断增加，化石燃料日趋枯竭，环境污染日益严重，因此开发可再生、环保的替代燃料已成为经济可持续发展最重要课题之一。
微藻具有巨大的生物能源生产潜力。
本文结合目前能源微藻在藻种选育、影响微藻产油因素以及生产工艺方面的研究现状和微藻综合利用发展中存在的问题,综述了近年来各国在微藻能源开发方面的重要科研工作,以及微藻能源与低碳的关系，并对微藻能源开发的相关研究方向和进展进行了评述。
关键字：能源微藻；低碳；影响因素；工艺流程；综合利用Advances in production of bio-energy from microalgaeHao Guoli Liu Jia Chen Chao Li Xingjie Jiang Feng （Tangshan Teachers College, Department of Biological Sciences, 08 Technical Class）Abstract:With the increasing demand of worldwide energy, depletion of fossil fuels, and the increasingly serious environmental pollution, the exploration of renewable and environmentally friendly alternative fuels has become one of the most important subjects of sustainable economic development .Microalgae has enormous potential for bio-energy production. In this paper, algae species selection, factors that affect the oil-production of microalgae, current situation of production process and problems in the development of utilization are all included to review the recent scientific effort of many countries in exploring microalgae. Furthermore, the relationship between microalgae energy and low carbon life, and direction and progress of microalgae-energy were also made a comment. Keywords: Energy Microalgae; low-carbon; Factors; Process; Utilization1研究背景世界经济的现代化，得益于化石燃料的开发与应用。
微藻用于新能源的研究进展
微藻生物能源研究概况罗伟（武汉科技大学化工学院，湖北，武汉，430081）摘要：全球能源危机使可再生能源的开发和利用越来越受到人们的关注。
与产油农作物相比，微藻凭借其结构简单、生长速度快、有较高的含油率等特点成为生物能源产业最具竞争力的选择之一。
本文综述了利用微藻制备生物柴油的历程、发展以及现状。
同时揭示了生物柴油的制备方法和调控微藻高产的途径。
最后对微藻生产生物柴油产业的发展趋势和研究方向进行了展望。
关键词：微藻；生物柴油；制备；调控前言化石能源的不可再生性和使用过程中造成的环境污染使开发新能源变得非常迫切。
微藻因为生长速度快，固定二氧化碳能力强，碳水化合物积累量高，近年来成为生物燃料生产的研究热点。
微藻生物柴油在试验规模下容易实现，但放大到工业化生产比较困难，生产中的瓶颈问题主要是生产成本高及微藻生长速率和油脂积累量间存在着严重的矛盾。
进入2l世纪，人们对能源消耗和环境保护的观念越来越深入，可持续发展战略和能源再生战略也在全球得到确定并得以实施。
生物柴油作为一种可再生、无污染的清洁能源，凭借其突出的性能，引起了世界范围内的高度关注，其中发达国家，尤其是资源贫瘠国家更是进行了大量且深入的研究。
生物柴油的主要成分为脂肪酸烷基单酯，一般是由植物油或者动物油脂经过和甲醇进行酯交换反应制得，且分子量与石化柴油相当，燃烧性能也与石化柴油类似，故成为有力的替代能源。
生物柴油的研究自20世纪以来经过100多年的发展在生产的工艺上和技术上也日趋成熟。
全球生物柴油的产量增长迅速，从2004年的2.196×109 L到2007年的9.841×109 L，再到2012年总产量为22.5×109 L，年增长量为2.532×109 L[1]。
与此同时。
世界上许多国家都已制定了生物柴油的发展规划。
并且出台了相应的政策和法规，以推动生物柴油的推广和使用。
随着生物柴油生产在全球范围内的推行。
微藻生物质能源开发研究
微藻生物质能源开发研究随着能源需求的日益增长以及环境污染的越来越严重，人们对于环保可再生能源的追求越来越强烈。
在众多的可再生能源种类中，生物质能源因其来源丰富、具备可再生性、环保性等优点而备受关注。
而在众多的生物质能源中，微藻生物质能源被认为是未来可持续发展的重点方向之一。
微藻是一类单细胞生物，数量庞大，分布范围广，具有较高生物活性以及生物多样性。
微藻作为一种生物质能源，具有生长速度快、生物产量大、生长环境适应性高等特点，极具发展潜力。
微藻生物质能源制备的路线多样，包括沙漠藻、淡水藻、海水藻等，分别适用于沙漠区、淡水湖区、海洋等不同生态环境。
其中，太阳能光合作用是微藻生长和生物质生产的动力源，利用光合作用收集太阳能将CO2转换为能量和生物质，既能够解决能源危机，也能够减少二氧化碳的排放。
在微藻生物质能源开发研究中，主要包括以下几个方面：一、微藻培养微藻培养是微藻生物质能源开发研究的重要环节。
微藻的培养条件涉及多个因素，比如水质、光照、氧气等环境因素。
微藻生长需要充足的光照和二氧化碳，同时需要适宜的温度、盐度和营养物质。
目前，常用的微藻培养方法包括混合培养、单独培养和串联培养。
常用的培养方式包括批次培养、半连续培养和连续培养等。
此外，微藻培养也需要注意防止微生物感染和控制微生物浓度。
二、微藻生物质能源提取微藻生物质能源提取是微藻生物质能源开发研究中另一个重要的环节。
常用的提取方法包括机械破碎、微波辅助提取、酸碱水解、超声波处理、微藻细胞壁破坏等多种方法。
同时，还需要注意提取方法对微藻生物质能源的损失情况。
三、微藻生物质能源应用微藻生物质能源的使用方式多样，比如制备生物油、生产生物肥料、制造生物材料等。
此外，微藻也可以制备生物能源，作为输入制氢和甲烷的原料，实现生物能量的高效利用。
近年来，国内外对于微藻生物质能源的研究取得了一定的进展，但仍然需要深入探讨和研究。
未来，在微藻培养、微藻生物质能源提取以及微藻生物质能源应用等方面的研究仍需加强。
生物能源开发中的微藻技术研究
生物能源开发中的微藻技术研究近年来，环境污染和气候变化正在威胁着地球的健康和稳定。
因此，人类需要寻找一种可再生、清洁和可持续的能源，以替代传统的化石燃料。
在这种情况下，生物能源已经成为了一种备受关注的替代能源，而微藻技术则是生物能源领域中的一个重要研究方向。
一、微藻介绍微藻是指直径小于100微米，具有单一细胞结构的藻类。
它们生活在各种水域中，包括淡水、海水和咸水，可以通过光合作用从水和CO₂中吸收能量，产生有机物和氧气。
由于它们具有高光合效率，可以通过其代谢产生多种有用的化合物，如脂肪酸、类胡萝卜素、蛋白质和多糖等，因此，微藻被视为一种有潜力的能源来源。
二、微藻在生物能源领域的应用1.生产油脂由于微藻能够积累大量的脂肪酸，因此它们被广泛用于生产生物燃料和化学品。
事实上，微藻比其他来源更适合作为生物燃料的原料，因为微藻的生长速度非常快，同时脂肪酸的产量也非常高。
此外，微藻的生长和收获和传统作物不同，它们可以在陆地上生长，也可以在污染水体中生长。
2.生产蛋白质和营养品随着人们对健康食品需求的不断增加，微藻蛋白质的需求也在逐渐增加。
微藻蛋白质是一种高品质、高营养和易于吸收的蛋白质，它们含有比传统的植物蛋白质更多的氨基酸，是一种非常优质的营养品。
3.光电转换器利用微藻的光电反应机制，可以制造出高效能的太阳能电池。
微藻的光电转换效率比传统的硅材料更高，具有更小的成本和更高的能量效益。
此外，微藻还可以被用作能量储存器，可以在不同的环境下储存太阳能，并在需要时释放。
三、微藻技术面临的挑战虽然微藻技术有许多优点，但它也面临着一些挑战。
首先，微藻生产成本较高，需要大量的能源和水资源，这增加了微藻技术的生产成本，降低了它的经济性和可行性。
其次，微藻的生长周期是不稳定的，受环境因素的影响较大，而且生长后期养分供给问题加重也限制了其生产质量和产量。
四、微藻技术面临的未来机遇尽管面临挑战，但微藻技术的未来潜力仍然非常巨大。
微藻生物能源研究现状
微藻生物能源研究现状对于生物质能源的原料，人们的目光一直集中在传统的陈化粮、木质素、动物油脂等领域，而对于开发前景同样广阔、属水生植物的藻类却认识不足。
事实上，作为一种重要的可再生资源，藻类具有分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、产量高等突出特点，藻类尤其是微型藻类的进一步开发利用，将提供新的资源来源。
微藻作为能源原料的潜力巨大，其细胞中含独特的初级或次级代谢产物，化学成分复杂，太阳能转化效率可达到 3.5%，是生产药品、精细化学品和新型燃料的潜在资源。
从微藻中得到的脂肪酸可转化成脂肪酸甲酯，即生物柴油；在沸石催化剂的作用下，微藻通过热化学转化可生产出汽油型燃料；生长在海水中的绿藻，能积累大量游离的甘油以平衡环境中的盐浓度，其甘油的含量可占自身干重的85%。
目前科研人员已逐步认识到，微藻作为生物能源，具有多方面的开发价值：繁殖快且所需养分不多，主要是阳光、水和CO2，不会与农牧业争地；相对于其他植物，藻类含有较高的脂类、可溶性多糖等，可以用来生产生物柴油或乙醇，还可望成为生产氢气的一条新途径；同木质纤维素材料相比，藻类的光合作用效率比树木高；易被粉碎和干燥，预处理成本较低；热解所得生物质燃油热值高，平均高达33MJ/kg，是木材或农作物秸秆的1.6倍；利用光合作用生长繁殖，捕获废气中的CO2，可起到保护环境的作用。
基于其独特的优点，微藻可用于脱除烟气中的CO2，不过目前尚无工业应用的报道。
该领域的研究主要集中在三个方面：一是高效固定CO2的藻种筛选和培养，目前适宜的藻种是蓝藻和绿藻，特别是绿藻中的小球藻；二是微藻固定CO2机理探索，研究重点是了解无机碳的利用形式、CO2浓缩机理以及高浓度CO2对微藻生长的影响；三是微藻培养条件的研究，探索营养、光照、温度、pH值和通气条件等因素的优化，以满足微藻生长的需要，是降低微藻生产成本的有效途径。
将微藻作为能源资源作物进行开发，主要是用于生产乙醇、生物柴油、燃料油或制氢等。
生物能源开发中微藻高效提取技术改进分析
生物能源开发中微藻高效提取技术改进分析概述：随着全球能源需求的不断增长和传统能源资源的日益枯竭，生物能源的开发受到了广泛的关注。
而作为一种潜力巨大的生物能源，微藻在能源开发领域中具有重要的地位。
然而，微藻的高效提取一直是制约其产业化应用的瓶颈。
因此，本文将对微藻高效提取技术改进进行详细分析。
一、传统提取技术存在的问题传统的微藻提取技术主要包括机械破碎法、化学处理法和生物法。
这些方法虽然能够较为有效地提取微藻中的油脂和其他有用的物质，但仍然存在以下问题。
1. 低提取效率：传统方法中的某些步骤存在能耗较高和副产物较多的问题，导致微藻中有用物质的提取效率较低，降低了生产效益。
2. 能耗过大：传统方法的能耗较高，不符合环保节能的要求。
在大规模应用中，其能源成本较高，限制了微藻生物能源的经济性。
3. 副产物处理困难：传统方法中的某些步骤会产生废弃物或有毒化学物质，对环境造成污染，并且处理这些副产物会增加后续工序的复杂性和成本。
4. 耗时耗力：传统方法通常需要消耗大量的时间和人力，不利于大规模生产，限制了微藻生物能源的商业化进程。
二、改进技术的研究方向为了克服传统微藻提取技术的问题，一系列新的改进技术被提出并得到了广泛的研究。
1. 生物预处理技术：利用微生物的转化作用，通过调控微生物代谢产物来改变微藻细胞壁结构，从而提高微藻提取效率。
例如，采用菌株共培养可分解微藻细胞壁的纤维素酶，加入适当的酶解剂，可以有效地破坏微藻细胞壁，提高油脂的释放效率。
2. 超声波提取技术：超声波的机械效应和热效应作用于微藻细胞壁，有助于提高油脂的释放效率。
超声波提取技术操作简便、时间短，且无需使用有机溶剂，减少了副产物的产生和处理难度。
3. 超临界流体提取技术：超临界流体是介于液体和气体之间的一种特殊状态，具有较高的溶解力和扩散性，可用于高效提取微藻中的油脂。
超临界流体提取技术在操作上具有可调性，可采用不同的超临界溶剂和操作条件提取微藻中的不同成分。
微藻的生产利用研究
微藻的生产利用研究微藻是一种以光合作用为基础的单细胞生物，具有高效的光合效率和生物反应速度，被认为是开发低碳经济的一个有前途的领域之一。
在微藻的生产和利用过程中，包含着许多重要的领域，比如传统食品和饲料的升级，高级餐饮和医疗保健业的开发以及能源和环境治理等领域的发展。
本文将从不同领域和角度探讨微藻的生产利用现状及发展趋势。
一、微藻的食品应用1、藻素藻素是一种天然的植物性蛋白质，富含氨基酸和不饱和脂肪酸，是一种高营养价值且对人体健康有益的食品原料。
与传统的蛋白质来源相比，如大豆、牛奶以及有机肉，藻素更加环保，可以通过微藻的培养来大规模生产。
现已有多家公司将藻素应用于丰富自己的产品线中，如美国的Beyond Meat公司和英国的VBites Food Ltd等。
2、饲料微藻在饲料领域也有着广泛的应用。
由于微藻所含有的营养成分丰富，微藻饲料可以提供动物所需要的各种微量元素和营养物质，而且不会像传统的非常规饲料在生产和消费过程中产生副作用。
现已有多家公司在生产微藻饲料，如美国的Algae Systems和加拿大的Canadian Carbon Conversion等。
二、微藻的能源应用3、生物质微藻种类繁多，其中不少种类含有大量的脂肪和碳水化合物，它们在进行光合作用时会将二氧化碳和水转化成有机物质，即能够将太阳能转化为化学能，并且具有很高的传热效率。
这使得微藻在生产生物质领域具有很大优势。
目前，微藻生产生物燃料已经成为一种重要的能源技术。
不仅美国、英国、加拿大等发达国家，也有不少发展中国家开始关注微藻生物燃料技术。
4、生物柴油微藻生产的生物柴油可以完全代替传统的石油产品，是一种高效、环保、可再生的能源资源。
与传统的酯化法将油制成生物柴油相比，利用微藻生产生物柴油的法律，可以省略传统生产过程中的化学反应和废水处理等环节，大大提高了生产效率，同时减少了对环境的污染。
三、微藻在医疗保健领域的应用5、抗氧化剂微藻具有丰富的抗氧化物，这些物质可以中和一氧化氮等自由基，防止这些物质对人体健康所带来的危害。
微藻生物质能源技术进展
OVERVIEW纵 览区域治理54微藻生物质能源技术进展苏绮思，杨黎彬，周雪飞，张亚雷同济大学环境科学与工程学院（污染控制与资源化研究国家重点实验室）由于全球化的能源危机及化石燃料带来的一系列环境问题，人们逐渐意识到开发新能源的必要性。
微藻可通过光合自养或有机碳源异养生长并积累大量油脂，具有光合作用效率高、生长速率快、生物质产率高等优势。
利用微藻作为原料生产的生物柴油是目前最有可能满足世界运输所需燃料的可再生能源。
同时，部分产油微藻环境抗逆性强，对氮、磷及重金属等具有较强去除能力，可与废水处理相结合，兼具废水净化、高附加值生物质生产、营养元素循环利用及CO2减排等优点，具有很好的发展前景和工业化应用潜力。
然而，由于微藻培养成本高（占整个生产总成本的70%），微藻培养过程水资源的消耗与氮磷营养元素的添加，严重制约了微藻生物柴油技术的发展。
本项目总结探讨了目前微藻规模化培养存在的主要问题，综述了微藻生物质能源的研究进展，最后对未来的发展技术与趋势进行了展望，以其为微藻生物质能源技术的发展应用提供参考与借鉴。
一、微藻生物质能源微藻作为一种极具潜力的生物燃料的能源生产原料，由于其独特优势而受到各国政府和学者的青睐。
目前研究的能源微藻主要是绿藻和硅藻，如小球藻、布朗葡萄藻、杜氏盐藻、三角褐指藻、微拟球藻等。
与其它生物能源相比，利用能源微藻生产生物能源具有以下明显优势：种类繁多、繁殖快、生长周期短、光合固碳效率高；微藻油脂产量高，可在细胞内合成大量的蛋白质、脂肪、碳水化合物和其它生物活性物质，具有良好的生态和经济效益。
但是，微藻培养生产生物柴油技术存在着诸多成本和技术问题。
首先，微藻培养过程中需要添加大量的氮、磷、微量元素等营养物质来维持微藻正常的生长代谢，同时在整个培养的过程中还需要消耗大量的淡水资源。
统计表明：微藻培养占整个生产总成本的70%。
其次，由于微藻粒径尺寸小，一般在微米级尺寸，微藻培养后到达稳定期的浓度不高，以及藻细胞表面带有负电荷且均匀分散在培养基当中，使微藻的回收过程比较困难且成本较高。
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2 微藻能源产业化的关键技术
211 微藻原料的获取 微藻能源产业化的最大瓶颈为微藻原料的获
得 [ 1 ] 。研究能源微藻藻种的选育 ,大规模 、低成本 、 高效率的培养系统及培养技术 ,微藻生物质的高效 低成本采收技术 ,是解决微藻原料问题的关键 。 21111 藻种
藻种的筛选是微藻能源技术的研究基础 ,只有 确定了藻种 ,才能更有针对性地开发微藻培养 、收 获 、加工利用技术与装备 。理想的能源微藻藻种需 要满足很多标准 ,包括 :油脂含量 、生产能力和可收 获性能 。其他的特性包括对污染物和外源生物的抵 抗能力 ,对高浓度 CO2或 O2的耐受能力 ,在温度或 光照波动条件下仍然可以保持较高的生长速度 ,适 应当地水中的 化学 成分 等 [ 2, 7 ] 。如同 传统 农业 一 样 ,能源微藻的育种工作将是长期而又艰巨的任务 。
1 微藻能源的优势
微藻具有光合作用效率高 、含油量高 、生长周期 短 、油脂面积产率高等特点 ,被认为是最有潜力替代 石油的生物质资源 [ 3 ] 。微藻中油脂含量高 ,甚至能 超过其自身干重的 80% [ 4～5 ] ,是生产生物柴油的理 想原料之一 。微藻的营养需求非常简单 ,不需要特 别的养分 , 微藻中元素的构成可以简单的表示成 CO0148 H1183 N0111 P0101 [ 6 ] 。此 外 , 微 藻 环 境 适 应 能 力 强 ,可以在各种气候及水体中生长 ,并且能够转化为 多种产品 ,如 :生物柴油 、燃油替代品 、生物燃气 、高 蛋白食品或饲料等 [ 7 ] 。
2 0 1 0年 9月
农业机械学报
DO I: 10. 3969 / j. issn. 100021298. 2010. Supp. 035
第 41 卷 增 刊
微藻能源产业化关键技术的研究进展
李道义 1 李树君 2 刘天舒 2 赵凤敏 2 杨军太 2 李 栋 1
(1. 中国农业大学工学院 , 北京 100083; 2. 中国农业机械化科学研究院 , 北京 100083)
利用现代分子遗传技术对藻株进行遗传改造 , 可以有针对性地对藻株的特定性状进行改进 ,从而 缩短育种周期 ,降低风险 。例如 : 1996 年 ,美国可再 生能 源 实 验 室 成 功 地 将 来 自 小 环 藻 ( Cyclotella cryptica)的乙酰辅酶 A 羧化酶基因 acc I转入小环 藻 ,获得一株工程小环藻 ,在实验室条件下可使该藻 的脂肪含量达到 60% ,户外生产也可达到 40% [ 2 ] 。
关键词 : 微藻 生物能源 产业化 技术 进展 中图分类号 : TK6 文献标识码 : A 文章编号 : 100021298 (2010) S020160207
Technology of M icroa lgae B ioenergy Industr ia liza tion
L i Daoyi1 L i Shujun2 L iu Tianshu2 Zhao Fengm in2 Yang Juntai2 L i Dong1
【摘要 】 微藻能源产业的发展 ,有望同时缓解我国所面临的能源紧缺 、环境保护和 CO2减排等方面的压力 ,对 实现社会可持续发展具有重大意义 。介绍了微藻能源的优势 ,综述了能源微藻藻种的筛选 、微藻规模化培养与收 获 、微藻能源的转化利用以及微藻生物炼制等微藻能源产业化关键技术的研究进展 ,探索了适合我国当前形势的 微藻能源产业化模式 。
有些微藻种类能在废水中培养 ,并可以降低废 水中总氮和总磷的浓度 [ 13～14 ] 。例如 :用城市生活污
水培养小球藻 ,可以替代传统培养基 ,无需向培养基 中添加任何氮 、磷等元素 ,并且培养 6 d后 ,城市生 活污水中的氨氮去除率可达 92% ,而总磷去除率可 达 94%以上 [ 15 ] 。用污水培养微藻 ,在处理污水的 同时 ,可以获取“新 ”资源和“新 ”能源 ,为缓解当前 资源匮乏 、能源紧缺的形势提供了可能的解决途 径 [ 14 ] 。 113 微藻具有转 化为高品 质燃 油以 及其 他高附加
收稿日期 : 2010207201 修回日期 : 2010207216 作者简介 : 李道义 ,博士生 ,主要从事生物质能工程技术研究 , E2mail: daoyili@126. com 通讯作者 : 李树君 ,研究员 ,博士生导师 ,主要从事农业机械化工程技术研究 , E2mail: lisj@ caam s. org. cn
能对粮食生产用地造成冲击 ,增加粮食危机的风险 , 并且肥料 、农药等的使用 ,会造成环境污染和土壤退 化 ,并对生物的多样性具有潜在的威胁 [ 9 ] 。作为水 生生物 ,微藻生产过程不需占用肥沃的土地 ,不会对 陆地的生物多样性和生态系统造成不利影响 [ 10 ] 。
CO2已被公认为是一种最主要的温室气体 。微 藻通过光合作用可以固定 CO2 ,每培养 1 t微藻约可 固定 1183 t CO2 [ 11 ] 。微藻每年固定的 CO2大约占全 球净光合产量的 40% ,在能量转化和碳元素循环中 起到举足轻重的作用 [ 12 ] 。此外 ,微藻可以有效吸收 工厂废气 (如 :电厂废气 、发酵工厂废气 )中的 CO2 , 可以有效地将微藻生产 、废气处理和 CO2减排相耦 合 [ 11 ] 。
增刊 李道义 等 : 微藻能源产业化关键技术的研究进展
161
111 微藻的生产效率高 不同于其他油料作物 ,微藻的生长速度非常快 ,
且很多还富含油脂 。微藻细胞的倍增时间通常为 24 h,在对数生长期的倍增时间甚至仅为 315 h[ 3 ] 。 从海洋和湖泊中分离到真核的硅藻 、绿藻和褐藻等 藻种 ,经过驯化 ,其中一些微藻品种的光合生产率已 经达到 50 g / (m2·d) [ 2 ] 。与其他油料作物相比较 , 微藻 作 为 生 物 柴 油 原 料 具 有 独 特 的 优 越 性 (表 1) [ 3 ] 。生物柴油和燃料乙醇是目前唯一作为汽 油添加剂进入市场 ,可替代石油燃料的大宗生物质 能源 。但是 ,世界 7 种主要农作物的秸秆和谷壳即 使全部转化为燃料乙醇 ,也仅能替代现在全球汽油 总消耗的 32% [ 8 ] 。微藻仅需占用少量土地 ,就可能 满足未来运输燃料的需求 。
Key words M icroalgae, B ioenergy, Industrialization, Technology, Progress
引言
微藻的生产过程可以实现能源生产 、废水 净 化和 CO2减排的高度耦合 ,生产效率高且不与农作 物争地争水 ,不仅能改善环境 ,还可获得“环境增 值能源 ”以及其他高附加值产品 ,对实现社会可持 续发展具有重大意义 [ 1～2 ] 。因此 ,微藻被认为是唯 一有潜力完全取代石油用于生产运输用燃料的生 物质资源 [ 3 ] ,受到各国政府 、企业及研究机构的广 泛关注 。本文将对微藻能源产业化关键技术进行 综述 ,并探索适合我国当前形势的微藻能源的产 业化模式 。
表 1 生产生物柴油的生物质资源比较 Tab. 1 Com par ison of som e b ioresources of b iod iesel
资源
玉米 大豆 油菜 麻风树 椰子 油棕榈
油产量 /L·hm - 2
174 446 1 190 1 892 2 689 5 950
所需土地面积 a 占美国现有耕地
/M hm2
面积的比例 / %
1 540
846
594
326
223
122
140
77
99
54
45
24
微藻 b1ຫໍສະໝຸດ 6 9002111
微藻 c
58 700
415
215
注 : a满足美国交通燃油需求量的 50% ; b油含量达到细胞干重 的 70% ; c油含量达到细胞干重的 30%。
112 微藻生产过程的环境保护优势 利用现有土地种植能源作物生产生物燃料 ,可
A b stra c t
The development of m icroalgae bioenergy industry could realize the com bination of bioenergy p roduction, environmental p rotection and CO2 em ission reduction, which had important potential for achieving the sustainable development of human society. The advantages of m icroalgae bioenergy and the key technologies of m icroalgae bioenergy industrialization ( including the screening of m icroalgae strain, large2scale cultivation and harvest, conversion and utilization of m icroalgae energy, and bio2refining of m icroalgae biomass) were introduced, and the app rop riate model of m icroalgae bioenergy industry based on the current situation was exp lored.