利用微藻制备生物能源的研究进展

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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。

微藻生物柴油的现状与进展

微藻生物柴油的现状与进展一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护意识的日益加强，寻找可再生、环保的替代能源已成为全球科研和工业领域的热点。

微藻生物柴油作为一种新兴的绿色能源，其独特的优势与潜力正逐渐受到人们的关注。

本文旨在全面概述微藻生物柴油的当前发展状况、技术进步、应用前景以及面临的挑战，以期对微藻生物柴油的研究与应用提供有益的参考和启示。

文章将首先介绍微藻生物柴油的基本概念、特点及其作为可再生能源的重要性，然后重点分析微藻生物柴油的生产技术、产业链构建、市场应用等方面的现状与进展，最后探讨其未来发展趋势和可能遇到的问题。

通过本文的阐述，读者可以对微藻生物柴油有一个全面而深入的了解，为相关研究和产业发展提供有益的参考。

二、微藻生物柴油的基础知识微藻生物柴油是一种由微藻经过特定培养和处理过程后提取出的可再生能源。

微藻，作为一类微小的水生植物，具有生长迅速、光合作用效率高、生物量产量大等特点，因此被视为生物柴油生产的理想原料。

微藻生物柴油的生产过程主要包括微藻的培养、收获、油脂提取和生物柴油的合成等步骤。

在微藻培养阶段，需要选择适合的培养基和光照条件，以促进微藻的生长和油脂的积累。

收获阶段则采用离心、过滤等方法将微藻从培养液中分离出来。

油脂提取则利用有机溶剂或物理方法将微藻细胞内的油脂提取出来。

通过酯化或酯交换反应，将提取出的油脂转化为生物柴油。

与传统的化石柴油相比，微藻生物柴油具有可再生、环保、可持续等优点。

微藻生物柴油的原料来源广泛，生长周期短，不受地域限制，因此具有巨大的生产潜力。

微藻生物柴油的燃烧产物主要是二氧化碳和水，对环境影响小，有利于减缓全球气候变化。

微藻生物柴油的燃烧效率高，动力性能良好，能够满足现代交通工具的需求。

然而，微藻生物柴油的生产也面临一些挑战和限制。

微藻生物柴油的生产成本较高，主要包括微藻培养的成本、油脂提取和生物柴油合成的成本等。

微藻生物柴油的生产过程中会产生一些废弃物和废水，需要进行有效的处理和处置。

3利用微藻热化学液化制备生物油的研究进展

利用微藻热化学液化制备生物油的研究进展前言随着现代工业的飞速发展，大量化石能源消耗所带来的化石燃料紧缺和严重的环境污染问题已成为制约全球可持续发展的两大难题。

生物质能储量丰富，并且是唯一可以转化为液体燃料的可再生资源，现已逐渐成为国内外新能源研制和开发的热点。

而在众多的生物质中，微藻具有光合作用效率高、生物量大、生长周期短、环境适应能力强、易培养、脂类含量高、生长过程中可高效固定二氧化碳等特点，是制备生物质液体燃料的良好材料[1~5]。

利用微藻制备液体燃料在环保和能源供应方面都具有非常重要的意义，商业化前景良好[6，7]。

2007年， Williams[8]综合近年来的研究成果，指出微藻生物燃料的开发可以降低因使用化石能源给社会和环境带来的影响，将会成为未来生物燃料开发的趋势。

Ayhan Demirbas[9]则指出藻类即将成为最重要的生物燃料来源之一，微藻能源的广泛使用将会解决威胁全人类的全球气候变暖问题。

微藻热化学液化制备生物油技术将藻类转换成液体燃料的研究始于 20世纪 80年代中期，当时人们通常用溶剂萃取微藻中的脂类成分，分离得到油脂后进一步甲酯化或乙酯化生产生物柴油(萃取酯化法)。

该技术起步早，生产工艺相对成熟，所得油品质量好，使用性能与矿物石油基本相当，是目前国内外研究者以微藻为原料制备液体燃料最常用的实验室方法。

但萃取酯化法只能将微藻的脂类组分能源化，对原料脂类含量有较高要求，所得产物性能受脂类组成的影响很大，并存在生产步骤多、过程总体效率较低、能耗高等缺点，难以实现大规模工业化应用。

近年来，人们又研究采用热化学液化的方法将微藻转化为优质的生物油。

生物油是便于运输、存储的绿色燃料，经过精制可转化为替代石油的常规燃料。

生物油(由快速热解木材和微藻制备)与石油的部分典型属性值比较见表1[10]。

热化学液化方法预处理和生产过程简单、生产成本相对较低、转化率高，是实现藻细胞所有组分能源化，获得高产率绿色液体燃料的有效方法，对其进行深入研究，对于解决当前化石能源短缺和环境污染问题具有重要的现实意义。

藻类生物质能源的种类及开发利用研究

藻类生物质能源的种类及开发利用研究随着经济的快速发展和人口的不断增长，全球能源消耗量日益增加，传统化石能源的储量日渐减少，能源危机愈演愈烈。

因此，寻找替代能源成为挑战，藻类生物质能源逐渐成为开发利用的热点。

本文将介绍几种常见的藻类生物质能源及其开发利用研究。

1.微藻生物质能源微藻是一类单细胞海洋植物，其生长速度快、生物量高、营养成分丰富、日照利用率高，具有很高的生物质能源潜力。

利用微藻生产生物燃料、生产高级生物材料、食品等都有着很广泛的应用。

研究表明，微藻可以通过复杂的培养方式获得更高的生物质量和更高的油脂产率。

此外，微藻脂肪酸组成单一，可以作为燃料的原料。

许多国家和地区正在投入巨资进行微藻利用技术的开发研究。

2.淡水藻生物质能源与微藻不同，淡水藻一般生长在湖泊、水库等淡水环境中，是一种丰富的水源生态系统。

淡水藻具有快速生长和适应性强的特点，是一种重要的生物质能源来源。

近年来，随着燃料价格的上涨，藻类生物燃料的研究逐渐走向淡水藻领域。

淡水藻的研究还包括其对废水和含有重金属的水的净化性，淡水藻可以吸收大气中的氮和磷，减轻水体中氮磷的浓度，从而使污染严重的水体得到净化。

3.海藻生物质能源海藻是生长在海洋环境中的多细胞藻类，是一种重要的海洋资源。

海藻生物质具有很广泛的应用前景：可以作为食品、化学原料、生物燃料等多个领域的材料。

其中，作为生物燃料的应用前景尤其广泛。

海藻生物质能源的开发研究主要有两个方面：一是海藻生物质能源的加工提取方法，二是海藻生长环境的调控技术。

海藻的取样与分离通常采用的是潜水或鱼网等方式，提取方法则根据海藻的特点选择理化方法。

海藻生物质能源的开发利用在很多国家已经有了实际应用。

如韩国，船舶燃料已经采用生物柴油和生物液化气，这些都是由海藻提取生物质能源得到的。

日本则大量投资海藻生物质能源研究，已有一些海藻生物燃料的生产企业，海藻成为日本生物燃料市场的主要来源之一。

总之，藻类生物质能源具有丰富的应用潜力和广阔的市场前景。

微藻的能源代谢分析与应用研究

微藻的能源代谢分析与应用研究在当今的能源危机中，寻找可持续替代能源的研究变得越来越重要。

微藻作为一种优良的生物能源材料，具有发展前景。

而微藻的能源代谢分析及其应用研究，不仅能为解决能源难题提供新的思路，同时也有重要的实践意义。

一、微藻的代谢特征微藻是一类单细胞藻类，其特点是体积小，生长快，适应范围广，并且具有很多有利的生理特性。

微藻的代谢可以分为两种，即有氧代谢和厌氧代谢。

有氧代谢通常是指微藻在存在足够氧气时的代谢过程，其主要通过光合作用产生的ATP为微藻提供能量，同时产生许多重要的有机物，如蛋白质、脂质等等。

同时，有氧代谢也可以通过在细胞内对糖、蛋白质和脂质进行代谢，从而满足微藻生物体所需的能量和其他生命活动的需要。

相对于有氧代谢，厌氧代谢过程需要采用不同的代谢路径进行代谢，其主要方式是在缺氧的环境下进行ATP代谢。

此过程中，微藻主要利用其细胞质内储存产物，如淀粉、葡萄糖等等，进行能量合成和供应。

同时，厌氧代谢还可能针对一些特定的环境进行代谢途径的调整，以满足微藻的能源需求。

二、微藻的能源利用随着社会的发展和人类对能源的需求日益增长，人与能源利用之间的关系也变得越来越紧密。

而微藻又是一个理想的廉价替代能源资源，其多样的代谢路径提供了多种适合不同需求的生物能源。

在生物质能中，微藻主要通过生长发酵和热解两种方法进行能源利用。

其中，生长发酵主要利用微藻放置在适宜的培养液中，通过分解微藻细胞内的淀粉和蛋白质等有机物，产生糖分等发酵产物。

而在热解能源中，微藻被利用作为可替代的燃料，主要通过热解和气化进行。

此外，微藻还可以通过生物燃料方面的应用进行广泛利用。

利用微藻作为生物燃料材料，最常见的方法为将其进行油脂提取后，转化为柴油、生物酮或直接作为燃料。

近年来，微藻生物燃料的研究和应用得到了范围的拓展，利用微藻能够更为经济、环保地生产燃料。

三、微藻的应用价值在生物能源领域，微藻不仅在生产上具有极大的潜力，其在生态、医药、环境、食品等多个领域也有着广泛的应用前景。

国标-》应用工程微藻制备生物柴油的新途径

应用工程微藻制备生物柴油的新途径‟宋东辉1，侯李君1，施定基1工‟(1天津科技大学海洋科学与工程学院，天津，300457；2中国科学院植物研究所，北京，100093)摘要：生物柴油作为化石能源的替代燃料已在国际上得到广泛应用。

至今生物柴油的原料主要来自油料植物，但与农作物争地的情况以及较高的原料成本限制了生物柴油的进一步推广。

微藻作为高光合生物有其特殊的原料成本优势，微藻的脂类含量最高可达细胞干重的80％。

利用生物技术改良微藻，获得的高油脂基因工程微藻经规模养殖，可大大降低生物柴油原料成本。

本文介绍了国内外生物柴油的应用现状，阐述了微藻作为生物柴油原料的优势，对基因工程技术调控微藻脂类代谢途径的研究进展，以及在构建工程微藻中面临的问题和应采取的对策进行了综述和展望。

关键词：基因工程；微藻；生物柴油随着全球经济一体化的不断发展，石油作为战略资源已成为世界各国能源经济的最主要内容。

我国目前是世界上第二大能源生产和消费国，石油供给不足已经成为影响我国经济和社会发展的主要矛盾之一。

发展替代能源是保障能源安全的重大战略举措。

近年来生物柴油作为化石能源的替代燃料，已成为国际上发展最快、应用最广的环保可再生能源。

本文结合国内外生物柴油的研究进展，综述微藻基因工程制备生物柴油的可行性和发展趋势，以及我国在利用微藻基因工程解决生物柴油原料成本问题上的可能对策。

1国内外生物柴油原料的研发进展1．1世界各国制备生物柴油的原料选择生物柴油不含石蜡，闪点高，燃烧性能和效率要高于普通柴油，使用时更安全；同时可以通过种植、养殖或培养源源不断地得到，因而属于可再生资源；生物柴油产品中含硫和氮较少，可以减少产生s02 和NO对大气的排放量Ⅲ。

由于生物柴油具有其他生物质燃料不可比拟的优良特性，世界各国纷纷开展生物柴油原料的研发和产业化工作，以替代储量日益减少且严重污染环境的化石燃料。

按照当前技术，利用动植物油脂等原料生产生物柴油，其原料成本占总生产成本的50．85％”】，所以原料成本是决定生物柴油价格的最主要因素。

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。

微藻营养方式的研究进展

微藻营养方式的研究进展作者：张文蕾来源：《中国科技博览》2016年第14期[摘要]全球的能源形式日渐严峻，未来替代能源需求迫切，微藻生物能源具有很好的发展前景。

微藻的大规模培养是目前研究的重点，采用兼养的方式效果显著，但并非所有微藻均可兼养，主要原因在于微藻自身和外源有机物选择。

随着技术的不断发展微藻生物能源必将成为能源领域的主角。

[关键词]微藻；兼养能源中图分类号：S968.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0291-01随着化石能源的日渐枯竭，全球的能源危机日益加剧，目前已发生了多场以石油掠夺为目的的战争，世界安全局势因能源危机而日益紧张。

与此同时，化石能源的利用所造成的环境污染不断加剧，特别是近年来由于煤炭燃烧和汽车尾气排放的增加，雾霾的出现愈发频繁。

因此，对清洁可持续替代能源的开发迫在眉睫。

目前的清洁能源有天然气、氢气和乙醇汽油等，这些替代能源主要由作物秸秆等材料经发酵制得，因此对农业生产的依赖比较强，而现在由于城市的发展和土壤污染可用耕地面积日益减少，使得这些能源的开发利用受到很大的制约。

我们生活的地球约三分之一的面积为海洋，海洋中蕴含着巨大的生产力。

因此，人类社会未来发展的方向必然是海洋，未来能源的开发也将来自于海洋。

海洋藻类特别是海洋微藻是主要的生产者，也是未来能源生产的主要利用对象。

1.微藻营养方式的研究目前对利用进行微藻生物能源生产的研究已有许多报道，研究主要集中在探索微藻产生如氢气、甲烷和油脂等代谢产物的机理和提高代谢产物产量的方法上。

无论想要获得哪种微藻代谢产物均需要对微藻进行大规模培养，微藻的生物量通常与其代谢产物的量呈正相关，因此微藻的培养是进行一切其它研究的起点和重点。

微藻具有多种不同的营养方式，大多数是以光合自养的形式生长，也有部分藻具有利用外加有机物进行异养生长的能力。

对于大规模的工业培养，采用光合自养方式不利于获得大量的微藻生物量这主要是由于当微藻细胞密度达到一定程度时会阻挡光的照射引起光能限制。

微藻生物质资源开发利用

微藻生物质资源开发利用一、微藻生物质资源简介微藻是一类以光合作用为主要代谢方式的单细胞浮游植物，被称为“微小的太阳能厂”。

微藻富含油脂、蛋白质、多糖等生物质资源，是一类重要的微生物资源。

目前已经发现的微藻种类超过2万种，其中约有30%的微藻具有潜在的商业价值。

二、微藻生物质资源开发利用现状1.微藻油的开发利用微藻油是利用微藻合成的油脂资源，具有高度不饱和度，且含有丰富的ω3-多不饱和脂肪酸、维生素E等营养物质，可以作为一种高营养价的食品添加剂。

此外，微藻油还可以用于生产生物柴油、生物润滑油等领域。

2.微藻蛋白的开发利用微藻蛋白是由微藻合成的含有高营养价的蛋白质资源，其蛋白质组成比较均衡，不含多种人体不利的因素，可以作为一种高价值的食品原料。

此外，微藻蛋白还可以用于生产植物肉、蛋白质饮品等领域。

3.微藻多糖的开发利用微藻多糖是微藻生物质资源中的重要部分，具有良好的生物活性和医药价值。

微藻多糖可以用于保健品、药物、化妆品等领域，可以提高人体免疫力，降血糖、降血脂、抗菌等作用。

三、微藻生物质资源开发利用的前景由于微藻生物质资源具有广泛的用途和很高的商业价值，越来越多的企业开始关注微藻生物质资源开发利用领域。

未来，微藻生物质资源的开发利用前景非常广阔，主要体现在以下几个方面：1.微藻油的商业利用前景广阔随着全球能源危机的日益加剧，人们对可再生能源的需求越来越高。

微藻油可以成为生物柴油和生物燃料领域的新兴产品，用于替代石油资源，减少环境污染。

2.微藻蛋白的生产技术将逐渐成熟微藻蛋白产业市场规模将逐渐扩大，国内外知名的食品、保健品、化妆品等大型企业也加入到了这一市场中。

未来，随着微藻生产技术的不断成熟，微藻蛋白产业将成为一个重要的新兴行业。

3.微藻多糖的应用前景广阔微藻多糖的应用领域非常广阔，有着非常广阔的市场前景。

未来，随着微藻多糖生产技术的发展，微藻多糖必将成为健康产业的重要组成部分，市场规模也将不断扩大。

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%。

微藻制备生物燃料的工艺技术进展

艺见图２
气体
干燥
细胞破碎工艺是利用物理、化学或生物化学方法，将微藻的细胞壁和细胞膜破坏，释放出内部
的油脂、蛋白质、叶绿素等物质。破碎方法ｎ见图１。
机械法
＜｛二茎蓁薹碎
ｒ，冲击
摘要：微藻是当今世界潜力巨大的生物燃料的原料。文中综述了微藻生物燃料制备的工艺技术进展，包括微藻热解液化等新型热解液化技术。指出了现有的制备工艺的特点、优势和今后的发展
方向。
关键词：微藻；生物燃料；环境；技术进展中图分类号：ＴＫ６文献标识码：Ｂ文章编号：１６７１ — ４９６２（２０１３）０５ — ０００８ — ０２
２０１３年第５期
汪涵，等．微藻制备生物燃料的工艺技术进展
９
表１快速热解微藻制备的生物燃料与石油性质比ຫໍສະໝຸດ （２）直接液化
直接液化就是微藻在合适的催化剂、反应温度及反应压力条件下，通过一定的反应时间进行
液化，从而转变成生物燃料。
酶裂解
工
粉碎
一１热反应ｌ解１．Ｌ
７ｒｒ —
：
流态化气体
羹生袁油
循环气体
非机械法
ｌ温加压破砰
ｌ反复冻融法
图１常用的细胞破碎方法
图２微藻快速热解制备生物燃料工艺
将快速热解技术制备的生物燃料与石油的性质进行对比，结果见表ｌ。

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３０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．Ｃｌｒｌｓ，ａｐ２％－２、葡萄藻（ｏｙｃｃｕ，２％．５、三角褐指８３％）Ｂｔｏｏｃｓ５７％）ｒ藻（ｈｅｄｃｌｍｔｃｒｕｕＰａｏａ（ｕｒｏｎｔｍ，２ｏ３％）杜氏盐藻ｙｉ０ｏ０、／－
Ｋｅｒｓｅｅｇｃｏｇｅｌｗ－ａｂｎｐｏｅｓｔｃｎｑｅｃｍｐｅｅｓｖｔｌａｉｎｙｗｏｄ：ｎｒｍｉｒａａ；ｏｃｏ；ｒｃｓｈｉｕ；ｏｒｈｎｉｅｕｉｚｔｙｌｒｅｉｏ
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；Ｋ６７Ｔ文献标识码：Ａ文章编号：１０－１５２１）５０４ —４０９９１（０１－００００

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。

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，在细胞内合成油脂用于生物燃料的生产。

CO2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。

2024年微藻市场分析现状

2024年微藻市场分析现状简介微藻是一种具有高含氧能力和光合作用的微小单细胞藻类植物，具有极高的生物能源潜力和环境适应性。

近年来，随着人们对可再生能源和环保技术的关注度提高，微藻作为一种绿色能源的源头逐渐受到了广泛的关注。

本文将对当前微藻市场的现状进行分析。

市场规模微藻产业目前正处于快速发展阶段，全球微藻市场规模逐年增长。

根据市场研究报告，2019年全球微藻市场规模达到了XX亿美元，并预计到2025年将达到XX亿美元。

亚太地区是全球微藻市场的主要消费地区和生产地区。

应用领域微藻在能源、食品、医药、化工等领域具有广泛的应用前景。

1.能源：微藻可以通过光合作用产生生物质燃料，如生物柴油和生物气体，被认为是未来能源的重要替代品。

2.食品：微藻富含丰富的蛋白质、抗氧化剂和维生素，可以作为食品及保健品原料，满足人们对高营养、低碳水化合物食品的需求。

3.医药：微藻中含有丰富的生物活性物质，被广泛应用于药物研发、抗生素生产和健康补充剂等领域。

4.化工：微藻具有高效吸收和转化二氧化碳的能力，可以应用于工业废水处理、废气处理和生态恢复等环保领域。

市场竞争目前，微藻市场竞争激烈，主要是由于技术门槛较高、生产成本较高以及产品应用领域的限制。

1.技术门槛高：微藻培养和提取方法相对复杂，需要控制光照、温度、pH值等多个环境因素，并且需要高度专业的技术人才进行操作。

2.生产成本高：微藻的大规模生产需要占地面积大、能耗高，成本较高。

3.应用领域限制：微藻的应用领域目前还相对狭窄，需要不断拓展和创新。

市场前景尽管当前微藻市场面临一些挑战，但市场前景仍然非常广阔。

1.技术创新与进步：随着科学技术的发展，微藻的生产和应用技术将不断创新和改进，降低生产成本，拓宽应用领域。

2.政策支持与倡导：各国政府和国际组织对可再生能源和绿色技术有一定的支持和倡导，这将为微藻产业提供更好的发展机遇。

3.环保意识的提高：人们对环境保护的意识逐渐增强，对绿色能源和环保产品的需求将持续增长，微藻作为一种绿色能源的源头将迎来更多的机遇。

絮凝法采收生物燃料微藻的研究进展

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ；ｈａｖｅｒｓｔ；ｆｌｏｃｃｕｌａｔｅ；ｂｉｏｆｕｅｌ
中图分类号：Ｘ５２２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４ — １０２１（２０１７）０３ — ００２５ — ０６
关键词：微藻；采收；絮凝；生物燃料
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｅｒｏａｌｇａｅｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｇａｒｄｅｄａｓａｐｒｏｍｉｓｉｎｇｂｉｏｆｕｅｌ，ａｎｄｉｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈ— ｖａｌｕｅ — ａｄｄｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓｓｕｃｈａｓｆａｔｔｙａｃｉｄ，ｐｉｇｍｅｎｔ．Ｉｎｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｉＳｃｒｕｃｉａｌｔｏｈａｒｖｅｓｔｍｉｃｒｏａｌｇａｅｆｏｒｃｏｎｔｒｏｌ — ｌｉｎｇｔｈｅｓｕｓｐｅｎｄｅｄｓｏｌｉｄｓｏｆｅｌｕｆｅｎｔ．Ｉｔｉｓｒｅｐｏｔｒｅｄｔｈａｔｍｉｃｒｏａｌｇａｅｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｆｅｅｓａｃｃｏｕｎｔｅｄｏｒｆｍｉｃｒｏａｌｇａｅｂｉｏｆｕｅｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｖｅｒａｌｌｃｏｓｔｏｆ２０％－３０％．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｈｉｇｈｈａｖｅｒｓｔｉｎｇｃｏｓｔ，ｉｔｇｒｅａｔｌｙｌｉｍｉｔｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏａｌｇａｅ．

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。

藻类热解生产生物质燃料研究进展

藻类热解生产生物质燃料研究进展0 前言随着全球经济的发展，世界范围内的能源需求量日益增加。

与之相反，世界的石化能源(煤、石油、天然气等)储量正逐渐减少。

同时，石化能源产品燃烧后排放废气所造成的环境污染也是人类面临的一大问题,因此开发可再生、环保的替代性燃料已成为能源工程领域的重要课题之一。

欧美等西方发达国家每年都投入大量的经费进行可再生能源的研发，积极发展可再生能源。

发展生物能源被认为是二十一世纪世界能源结构战略性转变的一个方向，并成为许多国家和地区能源发展战略的重要组成部分。

我国正逐渐成为一个能源消费大国，能源供应在社会的协调发展方面凸显重要意义。

但是，由于石油、天然气和煤炭等化石能源不仅存在地理区域上分布不均的问题，而且储量的日益减少，以及化石能源的燃烧对空气造成的污染和对环境造成的严重破坏，人们开始寻找新的能源。

生物质能是一种可再生的能源，逐渐受到人们的重视，为人们所研究。

在众多的生物质中，微藻具有含有较高的脂类物质、生物量大、生长周期短、易培养等优点，是制备生物质液体燃料的良好材料，并且以微藻为原料，经热解等方法制备的生物油具有热值高、易储运等优点，因此微藻热解制备生物油具有广阔的开发利用前景。

采用热解技术生产生物质燃料方面，国内外研究较多的生物质材料主要是木质素或纤维素材料，如经济林和农作物残余、生产及生活垃圾中富含的木质素及纤维素的成分。

由于木质素和纤维素难于直接热解，热解所需条件也较为苛刻，导致所需成本高、经济效益低。

而微藻含有较高的脂类、可溶性多糖和蛋白质等化学成分，易于热解，尤其是杜氏盐藻细胞不含有细胞壁等富含纤维素的细胞器，其热解更易于实现，是一种重要的可再生生物资。

同木质-纤维素材料相比，利用藻类作热解材料具有更多优势：(1)藻类的光合作用效率较树木高。

具有环境适应能力强、生长周期短(一般高等植物需要几个月甚至几年才能完成一代生长发育，藻类繁殖一代的时间仅为2-5d)、生物产量高的特点；(2)自然水体(海洋、湖泊等)每年能提供非常丰富的藻类生物量；(3)藻类在水中生长，因而不占用农业用地，其养殖过程可以实现自动化控制；(4)藻类含有较高的脂类、可溶性多糖和蛋白质等易热解的化学组分，而木材则以木质素、纤维素等难热解成分为主，因此藻类所需热解条件相对较低，使生产成本降低；(5)某些藻类，如葡萄球藻、盐藻、小球藻在适当条件下培养后，所得藻粉具有很高的产烃能力；(6)藻类易被粉碎和干燥，因而其预处理成本较低；(7)藻类热解所获得的生物质燃油热值高。

利用藻类构建微生物燃料电池研究进展

2016年第35卷第12期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·3841·化工进展利用藻类构建微生物燃料电池研究进展范功端1，2，林茹晶1，苏昭越1，林修咏1，许仁星1，陈薇1（1福州大学土木工程学院，福建福州 350116；2福州大学新能源材料研究所，福建福州 350002）摘要：随着全球能源短缺及环境恶化的进一步加剧，寻找可持续发展的绿色新能源技术成为各国关注的焦点，利用藻类构建的微生物燃料电池（MFCs）作为一种新兴的可持续发展技术，真正做到节能环保，一举多得。

本文综述了利用藻类构建MFCs的研究现状，以藻类在微生物电池中的不同作用为出发点，介绍了以藻类为阳极基质、阳极及阴极时电池的工作机理，结合不同类型电池对藻种的选择情况，阐述了藻类构建MFCs的产电效果，回顾了藻类构建MFCs对水体污染物的去除效能，分析了影响MFCs产电效能的主要环境因素，并从经济效益、产业化、产电效率几个方面对目前藻类构建MFCs存在的问题进行了总结，同时对后期的研究进行了展望，以期为日后利用藻类构建MFCs的研究与实际工程提供理论参考。

关键词：微生物燃料电池；藻；产电效果；影响因素中图分类号：TU 991.2 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）12–3841–07DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.12.016Construction of microbial fuel cells using algaeF AN Gongduan1，2，LIN Rujing1，SU Zhaoyue1，LIN Xiuyong1，XU Renxing1，CHEN Wei1（1College of Civil Engineering，Fuzhou University，Fuzhou 350116，Fujian，China；2Institute of Advanced EnergyMaterials，Fuzhou University，Fuzhou 350002，Fujian，China）Abstract：As global energy shortages and environmental problemsgetting worse，developing new sustainable green energy technology has become the focus attention in the world. As a new technology for sustainable development，microbial fuel cells（MFCs）constructed by algae can achieve energy saving and environmental protection. Based on the mechanism and the selection of algae species in the MFCs，this paper reviewed the state of art of MFCs constructed by algae in terms of the different roles which algae played. The capability of generating electricity and removal of water pollutant from a practical application of MFCs was illustrated in this paper. the effect of main environmental factors on the electricity output was analyzed and the current problems of algae built MFCs，such as the economic benefits，industrial and electricity production efficiency，were summarized. The prospect of future research was present to provide basics for further studying MFCs constructed by algae.Key words：microbial fuel cells；algae；electricity effect；influence factor近年来，以生物电化学为理论基础的微生物燃料电池（microbial fuel cells，MFCs）得到国内外研究者的热切关注[1]。

微藻生物固碳技术进展和发展趋势

未来，微藻处理污水技术将朝着高效、节能、环保的方向发展。以下几个方面值得：
1、优化微藻种质资源：通过选育高效、适应性强、易于培养的微藻品种，提高微藻处理污水的效率和稳定性。
2、强化微藻处理装置和工艺：研发新型微藻处理装置和工艺，提高处理效率，降低成本。例如，采用光生物反应器、流化床等新型设备，提高微藻的生长速率和处理能力。
微藻是一种光合作用微生物，具有生长速度快、生物量大、适应能力强等特点。在碳减排方面，微藻通过吸收二氧化碳进行光合作用，可实现大气中二氧化碳的减排。同时，微藻生物质还可以作为生物燃料，进一步降低碳排放。因此，微藻在碳减排和生物质利用方面具有巨大的应用潜力。
目前，微藻碳减排技术的研究主要集中在微藻种类筛选与培养、优化培养条件等方面。不同的微藻种类对二氧化碳的吸收能力有所差异，因此，筛选具有高效二氧化碳吸收能力的微藻种类是提高碳减排效率的关键。此外，培养条件如光照、营养盐浓度等也会影响微藻的生长和二氧化碳吸收能力。未来，对微藻碳减排技术的研究将进一步深入，包括研究不同微藻种类的协同作用、优化培养条件等方面。
2、微藻生物固碳工艺研究
微藻生物固碳工艺主要包括开放式和封闭式两种。开放式工艺以池塘、湖泊等为培养场所，具有成本低、易于管理等优点，但易受环境因素影响。封闭式工艺以光生物反应器为培养场所，具有环境因素影响小、易于控制等优点，但成本较高。目前，两种工艺均已实现了规模化应用。
3、微藻生物固碳技术应用
谢谢观看
随着全球环境污染问题的日益严重，寻求有效的污水处理方法成为当务之急。微藻处理污水作为一种绿色、环保的技术，越来越受到人们的。本次演示将综述微藻处理污水的历史、现状和未来趋势，分析其优缺点及局限性，并探讨未来的研究方向。