海洋生物质能研究进展及其发展战略思考
海洋生物质能与环境保护
contents •海洋生物质能概述•海洋生物质能的开发与利用•海洋生物质能与环境保护•海洋生物质能的发展前景与挑战•结论与展望•参考文献目录海洋生物质能概述是指利用海洋植物、微生物以及废弃物等海洋生物资源生产出的能源。
主要来自海洋中的生物质资源，包括海洋植物（如海藻、海草等）、海洋微生物以及海洋废弃物等。
海洋生物质能的来源海洋生物质能利用海藻、海草等海洋植物的生物质进行热解、气化或发酵等方式生产出的能源。
海洋植物能源海洋微生物能源海洋废弃物能源利用某些特殊微生物的作用将有机物质转化为甲烷等可燃气体。
利用海洋中的废弃物（如渔业废弃物、海上石油泄漏等）进行发酵或热解等方式生产出的能源。
030201海洋生物质能来源于海洋中的生物质资源，是一种可再生的能源。
可再生性海洋生物质能的燃烧产物主要以二氧化碳和水为主，相对于化石燃料来说，其环境污染较小。
低污染性海洋生物质能可以利用的资源种类繁多，包括海藻、海草、渔业废弃物等，具有多样性。
多样性海洋生物质能主要来源于沿海地区，相对于陆地生物质能来说，其运输成本较低。
区域性利用海藻类是海洋中的初级生产者，具有高光合效率、生长迅速、生物量大等特点，是理想的能源植物。
海藻类可以通过热解、生物发酵、生物化学转化等方式转化为生物燃料。
海藻类海洋微藻是一类生长速度快、光合效率高、适应能力强、易于培养的微生物，具有成为可持续能源的潜力。
通过培养微藻作为生物燃料，可以减少对陆地资源的依赖，同时降低温室气体排放。
海洋微藻海洋哺乳动物如海豚、鲸等具有高能量密度和易于驯化的特点，是潜在的能源来源。
目前已有一些研究探索利用海洋哺乳动物的能量进行发电，但该领域仍处于起步阶段。
海洋无脊椎动物海洋无脊椎动物如珊瑚、贝类等数量巨大、分布广泛，通过养殖和加工可以转化为生物质能源。
例如，利用贝类的外壳等废弃物生产生物炭，是一种具有潜力的生物质能源。
产甲烷菌产甲烷菌是一种能够将有机物转化为甲烷的微生物，具有广泛的存在和应用前景。
海洋能源研究现状及未来发展趋势
海洋能源研究现状及未来发展趋势第一章研究概述海洋能源是指海洋中存在的能量资源，包括海水中的动能、潮汐能、温差能以及海洋底部的热能等。
随着传统能源日益枯竭，海洋能源成为了备受追捧的可再生能源。
本文旨在探讨海洋能源研究的现状及未来发展趋势。
第二章研究现状2.1 动能利用动能主要是指海水中的波浪和水流等，目前已有多种动能利用技术，包括波浪发电、潮汐发电和水流发电等。
波浪发电技术是目前发展较为成熟的海洋能源利用技术之一。
波浪能转化为机械能，通过海底电缆将其输送到岸上的变电站中，然后再通过变压器将电能输送到电网中。
目前已经有多个国家在实施波浪发电项目，如英国、澳大利亚等。
2.2 潮汐利用潮汐是由于月亮和太阳的引力所引起的海水波动，能量较为稳定。
潮汐发电技术是将潮汐能转换成电能，实现洋流的利用。
目前已有多个国家在实施潮汐发电项目，如法国、加拿大等。
2.3 温差利用海洋中存在海水和深海热水之间的温差，温差能则是指利用这种温差产生热机效应，从而将海水中的热能转换成电能。
温差发电技术尚处于实验阶段，但它有望成为未来海洋能源利用的重要领域之一。
2.4 海洋地热能利用海洋地热能是指海底地热能，这种能源本质上类似于陆地上的地热能，可以通过地热采集器将其与海水相结合。
目前，海洋地热能利用技术也在不断地得到发展。
第三章发展趋势3.1 政策的支持政策的支持是海洋能源未来发展的重要条件。
在全球范围内，越来越多的政府开始重视海洋能源的利用，制定出相应的政策和法规，为海洋能源的发展提供了有力的支持。
3.2 科技的推进科技的不断推陈出新也是海洋能源未来发展的重要条件。
随着科技的不断进步，海洋能源的利用效率将会得到极大提高，其开采成本也将逐渐降低。
3.3 行业合作行业合作是不可或缺的。
海洋能源涉及的领域广泛，需要多个领域专家的共同合作。
能源公司、环保机构等都可以参与其中，以推动海洋能源的发展。
第四章总结综上所述，海洋能源的利用已经取得了一定的进展，不仅是目前世界上最重要的可再生能源之一，而且在尚未开发的海域中，其潜力巨大。
海洋藻类生物质利用的反应器技术研究进展
海洋藻类生物质利用的反应器技术研究进展近年来，随着全球能源需求的增长和对可持续发展的追求，海洋藻类生物质被认为是一种潜力巨大的可再生能源资源。
藻类生物质利用不仅可以替代传统能源源，还具有减少温室气体排放和改善环境质量的优势。
在利用海洋藻类生物质的过程中，反应器技术的发展起到了至关重要的作用。
本文将对海洋藻类生物质利用的反应器技术研究进展进行探讨。
海洋藻类生物质利用的反应器技术主要集中在藻类培养、藻类退化与利用三个方面。
藻类培养反应器技术是海洋藻类生物质利用的关键环节。
目前，常见的藻类培养反应器包括传统的塔式反应器、光生物反应器、膜反应器等。
塔式反应器是最早也是最常用的藻类培养反应器之一。
它具有结构简单、操作方便的优势，但存在传质不均、气液分散不均匀等问题。
光生物反应器是利用太阳能光照提供光合作用所需的能量，通过控制反应器内部光线照射强度和照射时间，优化藻类培养环境。
膜反应器则通过使用半透膜分离和浓缩藻类细胞，提高藻类的生物质积累效率。
对于藻类退化与利用，反应器技术可以有效提高藻类生物质的产率和质量。
藻类退化主要包括干燥、破碎和提取等工艺步骤。
传统的藻类退化方法通常采用机械破碎和化学溶解等方式，但存在能耗大、操作繁琐、产品纯度低等问题。
近年来，超声波、微波和离子液体等新型退化技术被广泛应用于藻类生物质退化过程中。
这些新技术具有操作简单、退化效率高、产品纯度高等优点，对藻类生物质的利用具有较大的潜力。
利用反应器技术将退化后的藻类生物质进行高值化利用是另一个重要的研究方向。
藻类生物质的高值化利用主要包括油脂、蛋白质和多糖等方面。
以油脂为例，利用酶法、超临界流体萃取等技术可以高效地从藻类中提取油脂。
此外，利用藻类生物质生产生物柴油、生物氢和生物电等也是当前关注的研究热点。
这些高值化利用技术不仅能够增加藻类生物质的经济价值，还可以减少对传统石化能源的依赖，实现可持续发展。
在海洋藻类生物质利用的反应器技术研究中，仍存在一些亟待解决的问题。
海洋能生物质能
海洋能生物质能海洋能生物质能是指利用海洋中生物体的生命活动和生物体的遗体等，转化为能量的一种能源形式。
海洋能生物质能是一种可再生能源，具有广泛的资源分布和巨大的潜力。
本文将介绍海洋能生物质能的来源、利用方式以及其在可持续发展中的重要性。
一、海洋能生物质能的来源海洋能生物质能的主要来源是海洋生态系统中的生物体。
海洋生态系统包括海洋植物（如海藻、藻类等）和海洋动物（如鱼类、海洋无脊椎动物等）。
这些生物体通过光合作用和食物链的物质转化过程，将太阳能转化为化学能，形成生物质能。
海洋植物是海洋能生物质能的重要来源之一。
海藻是一种常见的海洋植物，它们具有高度的生长速度和丰富的能量储存。
海藻可以通过光合作用将太阳能转化为化学能，其中的有机物质可以被提取出来，用作生物燃料或其他能源形式。
此外，海藻还可以作为饲料、肥料和药物等方面的资源利用。
海洋动物也是海洋能生物质能的重要来源之一。
海洋动物通过食物链的物质转化过程，将植物的生物质能转化为自身的能量。
这些动物包括海洋鱼类、虾蟹类、贝类等。
在这些动物死亡后，它们的遗体会沉积到海底，形成有机质的堆积。
这些有机质可以通过特定的技术提取出来，用于发酵产生甲烷等生物燃料。
海洋能生物质能可以通过多种方式进行利用。
其中，生物质能的转化是最常见的利用方式之一。
生物质能的转化可以分为直接转化和间接转化两种方式。
直接转化是指将海洋生物质能直接燃烧，产生热能或电能。
间接转化是指通过发酵、气化等技术，将海洋生物质能转化为沼气、乙醇、生物柴油等可再生能源。
海洋能生物质能还可以用于生态系统的修复和保护。
海洋生态系统中的生物体具有吸收二氧化碳、净化水体等功能，通过合理利用海洋能生物质能，可以促进生态系统的健康发展，提高生态环境的质量。
三、海洋能生物质能的可持续发展重要性海洋能生物质能作为可再生能源，具有很高的可持续发展潜力。
首先，海洋生态系统中的生物体具有快速生长和丰富资源的特点，可以满足能源需求的持续供应。
海洋能的研究与应用前景
海洋能的研究与应用前景近年来，随着能源需求的不断增长和对环境保护的关注度提高，海洋能作为一种可再生的清洁能源逐渐受到人们的重视。
本文将探讨海洋能的研究现状以及其在能源领域的应用前景。
首先，我们来了解一下海洋能的概念。
海洋能是指利用海洋中的各种能量形式，如潮汐能、波浪能、温差能等，将其转化为电能或其他形式的能源。
相比于传统能源，海洋能具有资源广泛、稳定可靠、环境友好等特点，有望成为替代化石能源的重要选择。
一、海洋能的研究现状目前，全球范围内针对海洋能的研究仍处于相对初级的阶段。
各国学者和科研机构通过对海洋能发电设备的改进和优化，不断提高能源转化效率和可持续利用程度。
同时，研究人员还在探索其他海洋能的开发和利用方式，如海洋能与其他能源形式的混合利用等。
这些研究成果为海洋能产业的发展打下了坚实的基础。
二、海洋能的应用前景海洋能的应用前景十分广阔，涉及海洋发电、海洋热能利用、海水淡化等领域。
以下将分别对这几个方面进行探讨。
1. 海洋发电海洋发电是利用海洋潮汐、波浪、温差等能量形式进行能源转化的过程。
其中，潮汐发电是目前应用较为成熟的技术之一。
潮汐能是指由于海洋潮汐引起的涨落水位差，可以通过潮汐发电机组将其转化为电能。
潮汐发电不受气候和地理条件的限制，具有较高的稳定性和可预测性，对于能源的供应具有重要意义。
此外，波浪发电、温差发电等技术也正在不断发展，有望成为未来海洋发电的重要部分。
2. 海洋热能利用海洋中的温差能是指海水表层温度与深海温度之间的温差。
利用温差能进行能源转换，可以通过海洋热能利用技术产生电能或提供制冷、供暖等服务。
海洋热能的利用具有连续性和稳定性的特点，适用于一些特定地区和场景的能源供应。
虽然目前海洋热能利用技术还存在一些问题和挑战，但是其前景十分广阔。
3. 海水淡化随着淡水资源的短缺问题日益突出，海水淡化技术成为了重要的解决方案之一。
海洋能可以被应用于驱动海水淡化过程中的能源需求，通过将海水转化为淡水以满足生活和工业用水需求。
生物质能研究现状及未来发展策略
生物质能研究现状及未来发展策略一、本文概述随着全球能源需求的不断增长，传统化石能源的日益枯竭，以及环境污染问题的日益严重，生物质能作为一种清洁、可再生、可持续的能源形式，受到了广泛关注。
本文旨在全面梳理生物质能的研究现状，深入剖析其在能源转型、环境保护和经济发展等方面的重要作用，同时探讨生物质能未来发展的策略与路径。
我们将从生物质能的定义、特点出发，介绍其在能源领域的应用现状，分析存在的问题与挑战，最后提出针对性的未来发展策略，以期为我国乃至全球的生物质能发展提供参考和借鉴。
通过本文的阐述，我们期望能够增进对生物质能的认识，推动其在全球能源结构中的优化与升级，为构建清洁低碳、安全高效的能源体系贡献力量。
二、生物质能研究现状近年来，生物质能作为一种可再生、低碳的能源形式，已逐渐成为全球能源领域研究的热点。
其在能源结构中的比重逐渐上升，为应对气候变化、推动可持续发展提供了重要途径。
目前，生物质能的研究和应用主要集中在生物质发电、生物质燃料、生物质热化学转化以及生物质生物化学转化等领域。
在生物质发电方面，生物质直燃发电和生物质气化发电技术已相对成熟，广泛应用于农林废弃物、生活垃圾等的能源化利用。
生物质发电不仅可以替代化石燃料，减少碳排放，还能在一定程度上解决废弃物处理的问题，具有环境友好的特性。
生物质燃料的研究与应用也日益广泛，生物柴油、生物质成型燃料等已成为替代传统化石燃料的重要选择。
这些燃料具有可再生、低污染的特性，在交通、工业等领域有着广阔的应用前景。
生物质热化学转化技术，如生物质热解、生物质气化等，能够将生物质转化为高品质的气体或液体燃料，提高生物质能的利用效率。
目前，这些技术仍处于研究和示范阶段，但其在未来能源领域的应用潜力巨大。
生物质生物化学转化技术，如生物质发酵产乙醇、生物质酶解产糖等，是生物质能利用的另一重要方向。
这些技术能够将生物质转化为高附加值的化学品或生物燃料，对于推动生物质能的深度利用具有重要意义。
海洋浮游动物生物质利用的反应器技术研究进展
海洋浮游动物生物质利用的反应器技术研究进展海洋浮游动物是海洋生态系统中的重要组成部分，其生物质潜力巨大。
利用海洋浮游动物进行生物质利用，不仅可以提供可再生的生物资源，还有助于解决环境问题和发展可持续的能源。
为了更好地利用海洋浮游动物的生物质，近年来，研究人员在反应器技术方面做出了重要的突破和进展。
本文将对海洋浮游动物生物质利用的反应器技术研究进展进行综述。
一、生物质的提取技术海洋浮游动物生物质主要包括藻类和浮游动物，它们的生物质中富含蛋白质、多糖、脂肪酸等有机物质。
提取这些成分需要高效的技术。
传统的提取方法包括溶剂提取、酶解提取等，但这些方法存在着一定的问题，如提取过程中有机溶剂的使用会带来环境污染、酶解产物的回收困难等。
因此，研究人员开始探索新的提取技术。
超声波辅助提取技术是近年来被广泛应用于海洋浮游动物生物质提取的一种方法。
利用超声波的机械效应和热效应，可以加速细胞壁的破碎，使得细胞中的有用成分迅速释放。
此外，超声波还可以提高提取速度和提取率，减少能源和溶剂的使用。
因此，超声波辅助提取技术已被用于从海洋浮游动物中提取蛋白质、多糖等生物质。
二、生物质的利用技术海洋浮游动物的生物质在能源、食品、医药等领域具有广泛的应用前景。
以下将分别介绍利用海洋浮游动物生物质的三个主要领域的研究进展。
1.能源利用海洋浮游动物藻类是重要的生物质能源来源，其油脂含量较高，可以被用作生物柴油的原料。
研究人员通过光合作用培养藻类并提取其中的油脂，然后通过转化和精炼技术，将藻类油转化为生物柴油。
此外，藻类还可以被用来生产生物气体，如甲烷和氢气，这些气体是潜在的清洁能源。
2.食品利用海洋浮游动物中的蛋白质和多糖是优质的食品成分。
蛋白质是人体所需的重要营养成分，而多糖具有一定的保健功效。
研究人员通过生物质提取技术从海洋浮游动物中提取蛋白质和多糖，并对其进行纯化和功能改性，使其更适合食品加工。
此外，海洋浮游动物还可以被用来制作食品添加剂，如胶原蛋白和抗氧化剂等。
海洋生物质燃料的生产与利用
海洋生物质燃料的生产与利用随着全球能源的日益紧张，寻求可再生的清洁能源已经成为世界各国政府和科学家关注的话题。
而海洋生物质燃料作为一种潜在的可再生能源，其生产和利用也越来越引起人们的关注。
本文将从海洋生物质燃料的来源、生产技术和利用前景三个方面进行探讨。
一、海洋生物质燃料的来源海洋生物质燃料是指由海洋中的各种生物质所提供的能源，包括海藻、海草、海洋微生物等。
其中，海藻是最为重要的一种生物质，因其易于培育、高生长速度和丰富的营养价值而备受关注。
目前，世界上已经发现了超过1000种海藻，其中一些种类的生物质燃料产量甚至可以超过传统能源。
二、海洋生物质燃料的生产技术海洋生物质燃料的生产技术主要包括：海藻培育、生物质处理和燃料转化三个环节。
首先，海藻培育是海洋生物质燃料生产的第一步，其培育方法主要有震荡培养、流动培养等。
其次，生物质处理主要是将摘下来的海藻进行干燥等处理，以提高其热值和稳定性。
最后，燃料转化主要包括生物质气化、燃烧和发酵等技术，将处理好的生物质转化为能源。
其中，生物质气化被认为是最为环保、经济和具有前景的一种技术。
该技术将生物质转化成燃气，可以直接用于发电或加热家庭。
同时，燃气的产生也可以用于制造合成燃料，如生物柴油等。
三、海洋生物质燃料的利用前景尽管海洋生物质燃料具有巨大的潜力，但目前其实际利用还存在较多的挑战。
首先，生产成本相对较高，尤其是在海藻的种植、采摘、加工等方面，需要大量的人力物力。
同时，海洋生物质燃料的利用还面临技术不成熟、政策缺乏和市场不健康等问题。
但同时，未来海洋生物质燃料在实现可持续发展、减少碳排放、增加就业机会等方面都存在巨大的潜力。
因此，如果政府和企业可以在资金和政策、技术和市场等方面给予支持，海洋生物质燃料的利用前景必然会更加光明。
总结海洋生物质燃料作为一种潜在的可再生能源，其生产和利用必将成为我们未来能源领域的重要话题。
虽然挑战依旧存在，但通过不断创新和探索，我们相信一定能够突破技术瓶颈，实现海洋生物质燃料的利用和发展。
海洋能源利用技术的研究进展
海洋能源利用技术的研究进展海洋资源是世界上最丰富的自然资源之一，而海洋能源是其中最具潜力的资源之一。
海洋能源包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能以及海洋生物能等多种形式。
随着全球能源需求日益增长，海洋能源利用技术的研究和开发得到了越来越多的关注。
一、潮汐能技术潮汐是地球的一种常规运动，每天有两次潮汐涨落周期。
这种规律性的运动产生了大量的潮汐能，成为一种理想的可再生能源。
目前潮汐能技术主要有潮汐电站和潮汐能转换设备。
潮汐电站是将潮汐能转换成电能的装置，通常分为水库式潮汐电站和前湖式潮汐电站。
水库式潮汐电站是通过闸门控制水位，利用水位高差发电，而前湖式潮汐电站则利用涌潮的水流驱动涡轮发电机发电。
潮汐能转换设备主要包括潮汐涡轮和潮汐涡轮式发电机。
潮汐涡轮通过海水的流动驱动旋转发电机，发电机就可以将机械能转化为电能。
二、波浪能技术波浪能是指利用海面波动产生机械能的一种能源形式。
波浪能技术目前主要有波浪发电和波浪转换设备两类。
波浪发电利用波浪能源转化为电能，主要有浮式波浪能转换装置和吸引式波浪能转换装置。
浮式波浪能转换装置通过漂浮在海面上的装置捕获波浪能，然后将其转化为电能。
吸引式波浪能转换装置则是通过固定在海底的装置吸引波浪，在过程中产生机械能，再通过磁力发电机转化为电能。
波浪转换设备主要包括一些波浪膜、波浪线缆和波浪引导器等辅助设备。
三、海流能技术海流能也是一种利用海洋能源的有效方式。
海流能源是指利用海洋中流动的水来通过涡轮机抽取动能，进一步转化为电能。
海流能技术主要包括水流涡街和水流涡轮两类。
水流涡街是指通过设置成组的柔性挡板和支撑柱，引导海流形成涡街运动，产生机械能驱动涡轮发电机发电。
水流涡轮则是将自流水轮机安装在海底，通过海流产生机械能，进而带动涡轮发电机发电。
四、温差能技术温差能是指利用海洋中的温差来带动涡轮机转动，最终将机械能转化为电能的一种能源形式。
目前温差能技术主要是通过利用海水表面温度和海底温度之间的差异来产生温差能，从而带动涡轮机转动发电。
海洋生物能源及其开发利用探讨
海洋生物能源及其开发利用探讨海洋能源是一种绿色精神的体现，是未来世界的重要能源来源。
随着人们对海洋资源的认识不断加深，海洋生物能源成为了一个备受关注的话题。
在本文中，我们将探讨海洋生物能源及其开发利用，并就其前景、挑战和未来发展进行讨论。
1. 海洋生物能源概述海洋生物能源是指利用海洋中生物体所包含的能量作为能源的一种可再生能源。
主要包括海藻、海草、海带等海洋植物和海参、贻贝、虾、蟹等海洋动物。
由于其具有广泛的分布、快速的生长速度以及可再生性和清洁性等特点，海洋生物能源成为了未来极具发展前景的能源之一。
2. 海洋生物能源开发利用海洋生物能源的开发利用主要有两种方式：一是直接利用海洋生物体作为食品；二是将海洋生物转化为经济价值更高的产品。
其中，第一种方式是最为常见的方式。
例如，海带、海藻等可以作为蔬菜食用；贻贝、虾、蟹等则是人们最为喜爱的海鲜。
这种方式的好处在于，海洋生物能源可以被充分地利用，且收益周期短。
但是，由于人类对海洋资源开发的不断增加，过度捕捞和污染等问题也日益显现，已经成为了海洋生物能源可持续开发的主要障碍之一。
为此，第二种方式——将海洋生物转化为经济价值更高的产品——日益受到关注。
例如，将海藻和其他海洋植物制成肥料、化妆品等，使其有更高的附加值和长期的市场前景。
同时，通过利用海洋生物质转化技术，将海洋生物转化为生物能源和其他化学品，也成为了有效推动海洋生物能源利用的重要途径。
这种方式的好处在于，对海洋生物资源的利用更为充分和可持续，而且具有较高的附加值和长期的市场前景。
3. 海洋生物能源前景随着人们对绿色能源的关注和对能源的需求不断增加，海洋生物能源作为一种潜在的重要新能源，具有巨大的市场潜力和发展前景。
据统计，全球有超过1.5亿人口从事与海洋生物能源相关的职业，且这个数字还在不断增长。
同时，海洋生物能源的可再生性和清洁性，对减少温室气体排放、保护生态环境等方面都具有重要意义。
尽管海洋生物能源具有巨大的发展前景，但是在其开发利用过程中，还存在一些挑战和问题。
生物质能的可持续发展策略研究
生物质能的可持续发展策略研究能源是人类社会发展的重要物质基础，随着传统化石能源的日益枯竭和环境问题的不断加剧，寻找和开发可持续的新能源已成为当务之急。
生物质能作为一种可再生能源，具有来源广泛、储量丰富、绿色环保等优点，在能源领域中扮演着越来越重要的角色。
然而，要实现生物质能的可持续发展，还面临着诸多挑战，需要我们深入研究并制定有效的发展策略。
一、生物质能的概述生物质能是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。
这些有机体所蕴含的能量可以通过直接燃烧、热化学转换、生物化学转换等方式转化为有用的能源，如热能、电能、燃料等。
生物质能的来源非常广泛，包括农业废弃物（如秸秆、稻壳等）、林业废弃物（如树枝、木屑等）、城市生活垃圾、工业有机废水废渣、畜禽粪便等。
与传统的化石能源相比，生物质能具有以下几个显著的优点：首先，生物质能是一种可再生能源，其来源不断更新，只要地球上存在着生命活动，就会有生物质能的产生。
其次，生物质能在利用过程中产生的二氧化碳可以被植物通过光合作用吸收，从而实现二氧化碳的零排放，有助于缓解全球气候变化。
此外，生物质能的分布广泛，不受地域和资源的限制，几乎在任何地方都可以获取和利用。
二、生物质能发展的现状目前，全球范围内生物质能的开发和利用已经取得了一定的成果。
在一些发达国家，生物质能已经成为重要的能源供应来源之一。
例如，瑞典的生物质能供热和供电已经占到了其能源消费总量的相当大的比例；美国通过大规模种植玉米生产乙醇燃料，有效减少了对石油的依赖。
在我国，生物质能的发展也呈现出良好的态势。
农村地区的生物质气化、生物质发电等项目逐渐增多，为解决农村能源问题提供了新的途径。
同时，一些大型企业也开始投资建设生物质能利用项目，推动了生物质能产业的发展。
然而，尽管生物质能的发展取得了一定的成绩，但仍然存在一些问题和不足。
例如，生物质能的收集和运输成本较高，限制了其大规模应用；生物质能的转化技术还不够成熟，效率有待提高；相关的政策支持和市场机制还不完善，影响了投资者的积极性。
海洋生物质能研究进展及其发展战略思考
类别
内容
具体描述/数据
研究背景
- 应对全球能源需求增长- 化石资源短缺与环境污染问题- 海洋生物质能作为绿色、可再生能源的潜力
研究进展
资源潜力
- 全球海洋中的有机物质总量约为200亿吨- 可用于生物质能生产的约为50亿吨- 主要来源：海洋浮游生物、海洋植物（如微藻、大型海藻）
技术创新
- 研发新微生物种类和发酵工艺- 研发新化学反应催化剂和生物酶，提高生物化学转化效率
市场推广
- 加强市场推广和商业模式创新- 促进海洋生物质能在国内外市场的广泛应用
挑战与机遇
挑战
- 技术难题：能量转化效பைடு நூலகம்低、生产成本高- 经济、政策和社会接受度问题
机遇
- 环保意识增强和能源需求增加- 国际市场需求不断增长- 为沿海社区提供可持续经济利益
微藻研究
- 始于上世纪40年代- 美国NREL运用基因工程技术开发海洋工程微藻（小环藻）- 脂质含量超过60%（实验室条件下）- 室外培养脂质产量可达40%以上
大型海藻研究
- 美国加州沿海建立海底农场种植巨藻- 年收割3次，年产天然气达220亿多立方英尺- 附带生产氯化钾、肥料，促进海底生态增殖
技术转化
直接燃烧
- 用于船舶和发电站燃料
生物化学转化
- 转化为燃料油、甲醇等能源产品
微生物发酵
- 利用微生物生长和代谢产生沼气等能源
环境优势
- 生产和使用过程中环境影响小- 燃烧产生的二氧化碳可被海洋吸收，减缓全球变暖- 减少对陆地资源的依赖，保护生态环境
发展战略
政策支持
- 财政补贴、税收优惠- 制定相关法规和标准，推动产业升级
丰富多样的海洋生物资源研究进展及其应用前景
丰富多样的海洋生物资源研究进展及其应用前景随着人类社会的发展，海洋生物资源的重要性日益凸显。
海洋生物资源是指在海洋环境中生活的各种生物及其所拥有的物质和能量。
与陆地生物资源相比，海洋生物资源更为庞大、复杂和神秘。
目前，海洋生物资源研究正在广泛展开，这既源于对生态系统的强化保护，也是人类追求更好生活质量和经济发展的需要。
在本文中，将会介绍海洋生物资源研究的进展和应用前景。
一、海洋生物资源研究进展1.1 海洋生物多样性研究目前，海洋领域的生物多样性研究正在迅速发展，各种新的研究方法和技术正在不断涌现。
研究人员通过对海洋生物群落的描述和分类，深入探讨生物多样性变化的原因和机制，并且不断发现各种新物种。
例如，金星梭子蟹和银星梭子蟹是近年来在我国海域发现的新物种，这些新物种的发现丰富了人类了解海洋生物多样性的研究成果。
1.2 海洋生物的物种保护随着全球气候变化和海洋环境的污染，许多海洋生物物种出现了数量急剧下降的现象。
针对这一问题，研究者通过学习海洋生物群落的分布和构成，发现各种特定环境的物种分布特点，提出了保护和恢复海洋生物多样性的理论和策略。
例如，通过人工增加候鸟的栖息地、种植适宜环境的植物和增加其生活环境的复杂度，可以有效地保护候鸟种群的数量和多样性。
1.3 海洋生物的利用价值海洋生物资源对于人类的生产和生活有着重要的意义。
随着人们关注健康和低脂肪食品的需求日益增加，海洋食品工业正日趋兴旺。
同时，适度使用利用海洋生物资源还可以带来发展海洋旅游业、开发新型药物等多种商业价值。
例如，目前世界上首家通过人工养殖的中国大鲵苗已经成功上市，在生态保护和近海渔具生产等领域发挥了巨大作用。
海洋生物资源的科学利用和开发会带动相关领域的成长和繁荣。
二、海洋生物资源应用前景2.1 健康医疗领域海洋生物资源中含有许多珍贵的生物分子和天然药物化合物，具有重要的医疗应用价值。
例如，甲藻酸盐可以防止动脉粥样硬化、抗肿瘤和抗癌；硫酸软骨素具有保护关节软骨和缓解关节炎等作用。
海洋生物能源研究与开发
海洋生物能源研究与开发在气候变化和能源需求日益增长的背景下，寻找替代能源的方式变得尤为重要。
海洋生物能源作为一种可持续、环保的能源形式，正受到越来越多人的关注和研究。
本文将探讨海洋生物能源的研究与开发现状以及未来的潜力。
一、海洋生物能源的定义和类型海洋生物能源是指利用海洋生物及其代谢产物作为能源的方式。
根据不同的来源和转化方式，海洋生物能源可以分为以下几种类型：1. 海藻能源：海藻在光合作用过程中固定大量的二氧化碳，并产生丰富的生物质。
海藻能源的利用涉及到海藻的种植、收割和转化等步骤。
2. 海洋微生物能源：海洋中存在着大量的微生物，包括细菌、蓝藻等。
这些微生物具有多样的代谢途径，可以产生生物气体（如甲烷）、生物油等可用于能源生产的产物。
3. 海洋动物能源：一些海洋生物如贝类和海胆等具有高脂肪含量，可以用于生物油和生物柴油的制备。
此外，海洋动物还可以作为生物质能源的来源。
二、海洋生物能源的研究与开发现状目前，海洋生物能源的研究与开发主要集中在以下几个方面：1. 海藻种植与固碳技术：研究者致力于海藻的培养、种植和固碳技术的改进，以提高海藻的生长速度和二氧化碳的固定效率。
2. 微生物能源开发：研究人员正在探索不同的微生物途径和代谢途径，以提高生物能源的产量和质量，并寻找高效的微生物筛选和培养方法。
3. 生物能源的转化与利用：研究者致力于开发高效的生物能源转化技术，如利用生物质发酵产生生物气体和生物油，以及将生物质转化为电能和氢能等可用于能源生产的形式。
三、海洋生物能源的潜力与挑战海洋生物能源的开发具有许多潜力，但也面临着一些挑战。
1. 可持续性：海洋生物能源的开发应考虑到生态保护和可持续性问题，以避免对海洋生态系统造成不可逆转的损害。
2. 技术难题：目前，海洋生物能源的开发技术还存在一些难题，如高成本、低能源产量以及海洋环境的复杂性等。
3. 法律与政策：海洋生物能源的开发需要建立相应的法律框架和政策支持，以鼓励和规范相关的研究和商业活动。
海洋能源研究进展与未来发展方向分析
海洋能源研究进展与未来发展方向分析随着全球能源需求的增长和化石能源逐渐枯竭，人类开始探索新的能源来源。
海洋能源作为一种新兴能源，具有越来越重要的地位。
不仅可以提供可再生的能源，还可以减少对环境的影响，因此也受到了越来越多的关注。
海洋能源主要有以下几种类型：潮汐能、海浪能、热能和海流能。
这些能源形式已经在一些国家开始投入实际应用，但发展仍然非常缓慢。
本文将重点关注海洋能源研究的进展和未来的发展方向。
一、潮汐能潮汐能是指利用潮汐涨落中的能量来发电的能源形式。
潮汐能有稳定的输出，适合做为基础电力。
近年来，潮汐能研究在某些国家内得到了长足的进展。
英国、法国等国家通过培育潮汐能产业、设立潮汐能发电站等措施加快了潮汐能的发展。
日本和中国也在不断加快潮汐能的研究步伐。
如果想进一步推动潮汐能发展，需要解决以下几个问题：首先是潮汐能设备技术问题，目前该技术还不成熟，设备寿命短、维护成本高等问题依然存在。
其次，需要建立起完善的潮汐能管理和监察机制。
最后，政府需要加大对潮汐能产业的支持，鼓励民间投资。
二、海浪能海浪能是指利用海浪的动力来发电的能源形式。
和潮汐能一样，海浪能发电具有稳定性，可靠性高的特点。
有些国家已经开始试验海浪发电技术，如英国、荷兰、以色列、澳大利亚等。
目前，海浪能研究过程中出现的主要问题是成本过高、耐久性差，同时容易受到天气等自然环境因素的影响。
因此，需要集中精力研究相应的技术，同时通过减少成本、降低风险等方式来提高其竞争力。
三、热能热能是指利用地球内部热能和太阳能并存的能源形式。
海域深度海热底物的温度是常温海水温度以上的地区，其能源密度远高于风能、潮汐能和光伏能等非传统能源，而且连续、可靠、成本低，不受气候因素影响。
该技术目前已经得到了许多国家的重视，如中国、英国、挪威等。
在中国，海温能开发已列入国家“十三五”规划中。
同时，太阳能热力发电技术也在不断完善，国际上有许多相关研究。
但热能的发展还需要技术研究的支持，以连续有效地利用海底热能。
海洋能源利用的发展现状与未来趋势
海洋能源利用的发展现状与未来趋势人类对能源的需求不断增加，传统能源的供应逐渐受限，因此人们开始寻找替代能源来源。
海洋能源作为一种潜力巨大且广阔的能源资源，受到了越来越多的关注和研究。
本文将探讨海洋能源利用的发展现状及未来趋势。
一、海洋能源利用的发展现状海洋能源利用主要包括海洋风能、海洋潮汐能、海洋温差能和海洋生物质能等。
在这些领域中，海洋风能是目前应用最广泛的一种海洋能源。
通过海上风电场的建设，可以有效利用海上的强风资源。
世界上一些国家和地区，如丹麦、英国、德国等，已经建设了大规模的海上风电场，实现了对海洋风能的有效利用。
海洋潮汐能则依靠潮汐的涨落来产生能量。
在一些潮汐差异明显的海域，如英国的布里斯托尔海峡，已经建设了潮汐能发电站，成功地利用了潮汐能资源。
此外，海洋温差能是利用海水温度差异来产生热能，进而发电。
虽然目前海洋温差能的利用还处于试验阶段，但其潜力巨大。
海洋生物质能则是利用海洋中的生物资源来产生能源，如利用藻类进行生物柴油的生产等。
海洋生物质能作为一种可再生能源，具有广阔的发展前景。
二、海洋能源利用的未来趋势未来海洋能源利用的发展将会朝着以下几个方面发展：1.技术创新：随着科技的进步，海洋能源利用将逐渐实现更高效、更经济的方式。
例如，目前正在研究开发更加先进的海上风力发电设备，以提高发电效率。
同时，利用先进的材料和工艺来提高海洋能源设备的耐久性和安全性也是未来的发展方向。
2.海洋能源与其他能源的融合：海洋能源与其他能源的融合利用将成为未来的趋势。
例如，结合太阳能和风能等多种能源形式，利用多能源互补的方式来满足能源需求，提高能源利用效率。
3.海洋能源开发的深海化：海洋资源有着广阔的海洋面积，越来越多的研究开始关注深海海洋能源的开发。
深海蓄能发电、深海风能开发等将有望成为未来的研究热点。
4.环境影响评估与管理：海洋能源的开发利用需要充分考虑生态环境保护和可持续发展的问题。
未来的研究将更加注重环境影响评估和监测，制定科学的管理措施，确保海洋能源的可持续利用。
生物质能研究现状及未来发展策略
生物质能研究现状及未来发展策略摘要：迫于能源短缺与环境恶化的双重压力，世界各国争相发展安全、环保、可再生的生物质能源。
大规模开发利用生物质能源，对推动我国生态文明建设、能源革命和低碳经济发展，保障美丽乡村建设、应对全球气候变化等国家重大战略实施具有重要意义。
文章在分析国内外生物质能发展现状和趋势的基础上，系统分析了我国发展生物质能面临的挑战，并探讨了未来发展生物质能应采取的策略及重点技术方向，研究结果可为我国生物质能源技术的快速发展提供理论支撑。
生物质能是一种重要的可再生能源，直接或间接来自植物的光合作用，一般取材于农林废弃物、生活垃圾及畜禽粪便等，可通过物理转换（固体成型燃料）、化学转换（直接燃烧、气化、液化）、生物转换（如发酵转换成甲烷）等形式转化为固态、液态和气态燃料[1]。
由于生物质能具有环境友好、成本低廉和碳中性等特点，迫于能源短缺与环境恶化的双重压力，各国政府高度重视生物质资源的开发和利用。
近年来，全球生物质能的开发利用技术取得了飞速发展，应用成本快速下降，以生物质产业为支撑的“生物质经济”被国际学界认为是正在到来的“接棒”石化基“烃经济”的下一个经济形态。
因此，系统梳理生物质能技术的发展现状及趋势，明确我国发展生物质能面临的挑战并制定未来策略，对推动我国生态文明建设、能源革命和低碳经济发展，保障美丽乡村建设、应对全球气候变化等国家重大战略实施具有重要意义。
1生物质能发展现状随着国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等问题日益重视，加快开发利用生物质能等可再生能源已成为世界各国的普遍共识和一致行动，也是全球能源转型及实现应对气候变化目标的重大战略举措。
生物基材料、生物质燃料、生物基化学品是涉及民生质量和国家能源与粮食安全的重大战略产品。
2017年，全球生物基材料与生物质能源产业规模超过1万亿美元，美国达到4000亿美元。
美国规划2020年生物基材料取代石化基材料的25%；全球经济合作与发展组织（OECD）发布的“面向2030生物经济施政纲领”战略报告预计，2030年全球将有大约35%的化学品和其他工业产品来自生物制造；生物质能源已成为位居全球第一的可再生能源，美国规划到2030年生物质能源占运输燃料的30%，瑞典、芬兰等国规划到2040年前后生物质燃料完全替代石油基车用燃料[2]。
海洋生物材料在新能源领域的发展与创新
海洋生物材料在新能源领域的发展与创新摘要：随着世界能源需求的不断增长和对可持续能源的需求日益迫切，人们开始寻找替代传统能源的新方法和材料。
海洋生物材料作为一种独特的资源，在新能源领域展示出巨大的潜力。
本文将探讨海洋生物材料在新能源领域的发展与创新，特别关注海洋生物材料在太阳能、风能和生物能源方面的应用。
引言：能源是人类社会发展的基石，而且传统能源的使用已经导致了环境污染和资源枯竭等问题。
因此，人们迫切需要寻找可持续发展的新能源替代品。
海洋生物材料作为一种独特的资源，在新能源领域的研究和应用中显示出了巨大的潜力。
海洋生物材料不仅具有良好的可再生性，还具有独特的物化特性和结构。
因此，探索海洋生物材料在新能源领域的发展与创新对于实现可持续能源发展目标至关重要。
一、海洋生物材料在太阳能领域的应用太阳能作为最为广泛和丰富的可再生能源之一，一直以来都备受关注。
而海洋生物材料在太阳能领域的发展与创新为太阳能技术提供了新的突破点。
例如，研究人员发现海洋生物材料如藻类和海绵能有效吸收阳光，并进行光合作用，将太阳能转化为化学能。
这一特性使得海洋生物材料成为制备高效光电转换器件的理想选择。
此外，海洋生物材料还可以用于制备柔性太阳能电池，具有轻质、高可靠性和可弯曲性等优势。
二、海洋生物材料在风能领域的应用风能作为可再生能源的重要组成部分，也是当前发展较为成熟的新能源领域之一。
在风力发电过程中，风轮扇叶的材料选择直接影响着发电效率和成本。
海洋生物材料在风能领域的应用表现出了独特的优势。
研究人员发现某些海洋生物纤维具有优异的强度和韧性，可以用于制备轻质高强度的风轮扇叶。
此外，海洋生物材料还具有自然抗腐蚀性和生物可降解性，更加符合环保的要求。
三、海洋生物材料在生物能源领域的应用生物能源作为一种可持续的能源形式，其发展潜力巨大。
而海洋生物材料在生物能源领域的创新成果为生物质能源的研究和应用提供了新思路。
海洋生物材料中的大分子有机物可以通过生物转化技术转化为生物能源，如生物酒精、生物柴油和生物气体等。
关于海南生物质能使用现状及未来展望(精)
关于海南生物质能使用现状及未来展望摘要：中国是一个人口大国，又是一个经济迅速发展的国家，21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。
因此改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。
而海南是中国处于较南端的热带省份，生物种类繁多，生物资源丰富，将会成为中国生物质能开发的原材料来源及重要试点。
所以笔者对海南生物质能使用现状进行了一些研究，及其对未来做出个人的展望。
关键词：海南生物质能前言：21世纪，人类正悄悄地走向可再生能源时代。
谁能最先占领可再生能源利用的先机，谁就将在未来全球经济发展中占据有利地位。
可再生能源的发展既解决能源替代问题，又为农业资源、自然资源提供了一个新的发展空间，使其产业化、现代化，变无用为有用，清洁、环保，增加其价值和使用价值。
既可推动农业与工业的结合，又可促进环境与社会、和谐与可持续发展。
而生物质能就是可再生能源中一个重头戏！正文：1.生物质能的概念生物质能是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。
而所谓生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。
它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。
生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。
目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。
2. 生物质能的分类依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
林业资源：林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。
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第24卷 第4期2009年4月地球科学进展ADVANCES I N E ART H SC I ENCEVol.24 No.4Ap r.,2009文章编号:100128166(2009)0420403208海洋生物质能研究进展及其发展战略思考①任小波1,吴园涛2,向文洲2,秦 松3(1.中国科学院资源环境科学与技术局,北京 100864;2.中国科学院南海海洋研究所,广东 广州 510301;3.中国科学院海洋研究所,山东 青岛 266071)摘 要:生物质能的研究与开发的目的是解决化石资源短缺和温室气体排放等全球性问题。
利用油料作物生产生物柴油和利用淀粉作物生产燃料乙醇是当前生物质能产业化开发的重要内容,其原料来源主要依赖农作物,从而导致了生物质能开发与粮食、耕地和水资源竞争的局面。
海洋生物质能的开发和利用为解决上述问题提供了一条可能有效的出路。
介绍了海洋生物质能的国内外研究进展,分析了有关国家战略需求和关键科学问题,提出了我国发展海洋生物质能的战略思考和下一步的研究重点。
关 键 词:海洋生物质能;微藻;大型海藻;生物燃油;燃料乙醇中图分类号:S216;P745 文献标志码:A1 前 言化石资源短缺和环境污染是当今经济和社会发展所面临和必须解决的两大问题。
一方面,有限的化石资源日趋耗尽,石油短缺和价格上涨已经成为制约全球经济发展的重要因素之一;另一方面,化石资源利用造成严重的环境污染,并可能导致全球变暖和灾害性气候频发等系列问题,由此造成每年数千亿美元的损失。
上述危机已经引起全球有识之士的关注和思考:人类如何减少和摆脱对化石资源的依赖,如何改变目前高消耗、高污染的经济发展模式?作为上述问题的答案,寻求可再生能源替代化石资源、建立可再生能源支撑下的经济社会可持续发展的新模式,顺利渡过“后化石经济时代”并最终进入“无化石经济时代”,已经成为全球的共识。
许多国家纷纷投入巨资积极开展相关研发工作,生物质能的开发就是其中一项重要的组成部分。
利用油料作物生产生物柴油和利用淀粉作物生产燃料乙醇是当前全球生物质能产业化开发的重要内容。
一方面,由于目前的生物质能开发主要以农作物为原料,导致了与粮食、耕地、水等资源竞争的局面;另一方面,上述原料的发展空间有限,难以满足未来市场的需求。
海洋生物质能的开发为解决上述问题提供了一条可能有效的出路。
本文将全面阐述国内外海洋生物质能研究开发的现状和未来发展战略的思考,为我国海洋生物质能研究和开发提供参考。
2 国内外海洋生物质能研究现状生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,它以生物质为载体,直接或间接地来源于植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,替代煤炭、石油和天然气等化石燃料,可永续利用,具有环境友好和可再生双重属性。
生物质能产业发展潜力巨大、前景广阔,但是目前产业化的主要瓶颈是原料来源、生产成本等问题,海洋生物质能的研究和开发,可能为生物质能产业提供充足和廉价的原料供应,成为当前全球生物质能研究开① 收稿日期:2009202205;修回日期:2009203204.3基金项目:国家自然科学基金项目“生物产氮(N2)新途径———绿藻MC21光合氨氧化作用的代谢机制探索”(编号:40776087)资助. 作者简介:任小波(19712),男,四川合江人,副研究员,主要从事大气科学和海洋科学的科研管理工作.E2ma il:xbren@发的新方向。
2.1 海洋生物质能开发的特点和优势海洋生物质能是海洋植物利用光合作用将太阳能以化学能的形式贮存的能量形式,海洋生物质的主要来源为海洋藻类,包括海洋微藻和大型海藻等。
海洋藻类是石油、天然气等现代化石能源的古老贡献者,可以利用海洋、盐碱地等不适合粮食作物生产与林木种植的空间进行规模生产,成为当前生物质能研究领域的热点,已经引起了全球各界的广泛关注。
2.1.1 海洋微藻生物质能开发的特点和优势海洋微藻生物质能的研究一直是国际生物质能研究的重点,甚至有一些学者认为微藻是解决能源与环境问题的终极出路。
海洋微藻生物质能开发具有以下特点和优势:(1)生长速度快,光合效率高:微藻是光合效率最高的光合生物之一,可能提供足以解决全球需求的非粮食可再生的生物质能。
(2)适应能力强,不争地,不争水:一些微藻具有盐碱适应能力,可利用海水、地下卤水等在滩涂、盐碱地进行大规模培养;利用封闭式光生物反应器培养微藻,生产相同量的生物质,其耗水量仅为农作物的1%。
(3)大量积累脂质,因而可高效生产生物燃油:一些产油微藻的脂肪酸总量可达干重的50%～90%,有望成为最有前景的生物燃油来源。
(4)具有减排效应,可以直接处理工业废气:微藻可以通过光合作用利用废气(CO2、NO2)和废水,不仅能缓解温室气体的排放,而且可以通过利用废水废气降低生产成本,一些微藻还可以通过胞外CO2浓缩机制(Carbon Concentrating Mechanis m, CC M)直接吸收CO2并转化为碳酸氢(盐),具有显著减排效应,有望进行商业化减排。
(5)可高值化综合利用:微藻含有丰富的生物活性物质,在制备生物燃油的同时可进行高值化综合利用,相对降低微藻产油的成本。
可开发的高值产品包括虾青素、活性蛋白、活性多糖、不饱和脂肪酸、天然色素、生物肥料和饵料等。
2.1.2 大型海藻生物质能开发的特点和优势大型海藻含有丰富的碳水化合物(海藻胶、纤维素、海藻淀粉等)和甘露醇,可以转化为燃料乙醇等,有关研究已有多年的积累,大型海藻生物质能开发具有以下特点和优势:(1)产量高,可大规模栽培。
(2)不占用土地与淡水资源,可以避免海洋生物质能开发对粮食安全的影响。
(3)有利于保护海洋环境,预防海洋灾害:大型海藻的栽培可以有效吸收富营养化元素,抑制赤潮发生;还可通过光合作用吸收利用CO2,产生显著的减排效益。
(4)大型海藻木质素含量比陆地植物少得多、藻体柔软、机械强度不高,因此容易被破碎和消化,从而可以降低燃料乙醇等的生产成本。
(5)整个藻体均可用于生物质能开发,剩余的原料可以通过综合利用,做到“吃干榨尽”。
2.2 海洋生物质能研究的历史和现状在面临能源危机和环境污染的国际背景下,早在20世纪70年代美国、日本、西欧等国家就开始了海洋生物质能的前期探索和研究工作,如美国的海洋生物质能源计划(1974)、水生物种计划(1978);日本的新能源开发计划(阳光计划,1974)、节能技术开发计划(月光计划,1978)、环境保护技术开发计划(1989)、能源与环境领域综合技术开发推进计划(新阳光计划,1993);印度的乙醇利用计划(1975)、巴西的乙醇能源计划———普洛阿尔库尔计划(1976)等。
经过多年的研究和开发,很多国家以粮油作物为资源的生物质能开发已实现了规模化生产。
但是逐渐引发了粮食、耕地和水资源危机,以及土壤结构和植被生物多样性破坏等生态问题。
联合国近期公布的分析报告指出,生物质能的开发对粮食涨价的贡献达到了75%。
由于上述原因,2008年,美国与欧盟相继修正甚至中止了利用农作物开发生物质能的项目。
美国、欧盟、澳大利亚、日本、印度等国政府和企业都投入了大量资金来进行海洋生物质能的开发,力图改变当前以粮食作物为主要原料的局面,试图提出一种全新的解决思路。
2.2.1 海洋微藻生物质能的研究:美国的“水生物种计划”(ASP)和微藻产油产业化研究热点20世纪70年代末,由于当时的能源危机,美国政府针对能源微藻启动了“水生物种计划”(Aquatic Species Pr ogra m,ASP,1978—1996)。
ASP计划由美国可再生能源国家实验室主导,开展包括产油微藻优良藻种的筛选、产油微藻的培养模式、油脂代谢的调控与分子操作、产油微藻的减排效应等方面的研究,重点方向为产油微藻藻种的分离筛选和产油微藻的培养。
该计划获得了以单细胞绿藻和硅藻为主的数百种具有产油潜力的微藻,在加州沙漠与夏威夷海滩分别进行了2个工厂化中间试验,并且建立404 地球科学进展 第24卷了一些有效提高微藻油脂含量的方法,还带动了80～90年代全球性产油微藻的研发热潮,推动了海洋微藻产油技术的基础理论和产业化实践的发展。
ASP计划的研究结果表明:筛选生长快、含油量高、适应能力强的优良藻种是产油微藻开发的核心问题,建立低成本的培养模式是产油微藻的应用技术难题,而相对低成本的开放式培养是最有前景的培养模式。
经推算,微藻产油可望有效解决能源危机,利用20万hm2沙漠培养微藻,每年可生产75亿gal 生物柴油,而利用15%的Sonora沙漠(位于美国中西部)面积即可生产出足够的生物柴油完全替代美国运输业的需求。
从20世纪80年代初期开始,以保健食品、饲料、功能性活性成分为开发目标,微藻大规模养殖技术取得了重要进展,螺旋藻、盐藻及小球藻均建立了低成本的产业化培养技术,为产油微藻的开发提供了良好的借鉴体系。
微藻产业化培养设施包括开放式光生物反应器、封闭式光生物反应器以及封闭/半封闭式光生物反应器等多种方式。
其中开放式光生物反应器的培养方式出现最早,但是其培养方式要求微藻能够适应极端盐碱条件,因此大多数微藻不能采用这种方式。
封闭式光生物反应器可以避免敌害生物的污染并能提高生产效率,但是由于成本过高,以及反应器设计方面的技术难题,目前还难以应用于产油微藻的产业化生产。
实践表明:简易、低成本的封闭/半封闭式光生物反应器,并与开放式反应器耦合,可在不显著增加成本的基础上大幅度提高微藻的生产效率,并减少雨水、蒸发等因素对开放式培养效率的不利影响,降低开放式培养对水源供应的依赖,可能为产油微藻的产业化生产提供借鉴。
2007年初,当布什总统宣布在今后10年内,用生物质燃油取代10%的全美石油消耗量的计划后,国际上已有数十家公司和机构纷纷宣布开发微藻产油技术,其中包括国际石油巨头壳牌(SHE LL)石油公司与雪佛龙(CHE VRON)石油公司、美国国防部、国家可再生能源实验室(NRE L)、麻省理工学院(M I T)以及美国最大的生物柴油公司L I V EF UEL 等,最大规模的产油微藻试验面积已达数十万平方米。
同时,英国、德国、澳大利亚、意大利、以色列等国先后实施了有关产油微藻的开发项目。
海洋微藻生物质能的研究,成为当前国际生物质能研究的热点和重点领域,陆续有一批重大的研究计划准备开展实施。
2.2.2 大型海藻生物质能的研究:美国的“海洋生物质能源计划”(Marine B i omass Pr ogra m,MBP)和日本“海洋日升项目”(Ocean Sun2rise Pr oject,OSP)在人类开发海洋藻类资源的历史进程中,大型海藻主要被用作重要的食物与化工原料来源,其栽培技术已经得到长足发展。