微藻能源-生物柴油
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。
微藻与生物柴油知识点总结
微藻与生物柴油知识点总结一、微藻简介微藻（Microalgae）是一类单细胞或多细胞的微小藻类植物，它们通常生长在水体中，并且可以进行光合作用来进行自我营养。
微藻具有高生长速度、高光合效率、丰富的油脂储备等优点，因此被认为是未来可持续能源的重要来源。
微藻可用于生物燃料、食品添加剂、医药等领域。
二、微藻生产生物柴油的原理微藻中的油脂是生产生物柴油的主要原料。
通过光合作用，微藻会积累大量油脂，其油脂含量可达20% - 50%。
生产生物柴油需要将微藻中的油脂提取出来，经过酯化等化学过程，将其转化为生物柴油。
这一生产过程可以使用碳中和的方式，减少对环境的负面影响。
三、微藻生产生物柴油的优势1. 高能效：微藻生产生物柴油的能量投入产出比高，有利于提高能源利用效率。
2. 可持续性：微藻作为生物原料，其生产过程不会产生温室气体和其他污染物，对环境友好。
3. 原料丰富：微藻生长速度快，可在短时间内获得大量原料，供应相对充足。
4. 可再生：微藻是可以再生的生物资源，具有无限的潜在供应量。
5. 多用途：微藻生产的生物柴油不仅可以替代常规石油柴油，还可以作为食品添加剂、医药原料等。
四、微藻生产生物柴油的挑战1. 成本问题：目前微藻生产生物柴油的成本较高，需要通过技术创新和规模效应等手段降低成本。
2. 生产规模：微藻生产的规模较小，需要通过工程技术手段提高规模化生产的能力。
3. 技术要求：微藻生产生物柴油需要复杂的生产工艺和设备，需要进一步提升技术水平。
4. 资源利用：微藻生产生物柴油对水资源、土地资源等资源有一定的需求，需要合理分配资源，避免资源浪费。
5. 法律政策：相关法律政策对于微藻生产生物柴油的规范和支持程度还待完善。
五、微藻生产生物柴油的应用前景1. 交通运输领域：微藻生产的生物柴油可以替代传统石油柴油，应用于汽车、船舶以及航空等交通工具中。
2. 工业用途：生物柴油还可以用于工业锅炉、发电机组等设备中，起到减少对化石能源的依赖，减少温室气体排放的作用。
藻类生物质的能源开发与经济性分析
藻类生物质的能源开发与经济性分析在当今世界，能源需求不断增长，而传统的化石能源不仅储量有限，还带来了严重的环境问题。
因此，寻找可持续、清洁的替代能源成为了全球关注的焦点。
藻类生物质作为一种具有巨大潜力的能源资源，逐渐引起了人们的广泛关注。
藻类是一类广泛分布于海洋、淡水和陆地环境中的微生物。
它们种类繁多，生长迅速，且具有高效的光合作用能力。
藻类生物质能源的开发利用主要包括生物柴油、生物乙醇、生物甲烷等多种形式。
藻类生物质转化为生物柴油是目前研究较为深入的领域之一。
通过一系列的化学处理和反应，藻类中的油脂可以被提取出来，并进一步加工成高质量的生物柴油。
与传统的柴油相比，生物柴油具有低硫、低芳烃、可再生等优点，能够有效减少尾气排放对环境的污染。
生物乙醇的生产也是藻类生物质能源开发的一个重要方向。
藻类中的碳水化合物可以通过发酵等工艺转化为乙醇。
虽然目前藻类生产生物乙醇的技术还不够成熟，但随着研究的不断深入，其前景十分广阔。
此外，藻类还可以用于生产生物甲烷。
通过厌氧发酵过程，藻类中的有机物被分解产生甲烷气体，可作为清洁能源使用。
然而，藻类生物质能源的开发并非一帆风顺，还面临着诸多挑战。
首先，藻类的大规模养殖需要大量的土地和水资源。
在一些地区，土地资源紧张，水资源匮乏，这给藻类的大规模养殖带来了限制。
其次，藻类的生长受到环境因素的影响较大，如光照、温度、营养物质等。
要实现稳定、高效的藻类生长，需要对这些环境因素进行精确控制，这无疑增加了生产成本。
再者，藻类生物质能源的转化技术仍有待进一步完善和优化。
目前，许多转化过程的效率还不高，导致最终产品的成本较高，在市场上缺乏竞争力。
从经济性角度来看，藻类生物质能源的开发目前还存在一些问题。
藻类的养殖和收获成本较高。
为了保证藻类的生长速度和质量，需要提供充足的营养物质和适宜的生长条件，这需要投入大量的资金。
同时，藻类的收获和加工也需要专门的设备和技术，增加了运营成本。
微藻制取生物柴油研究进展
微藻制取生物柴油研究进展(不出现-固碳)一是稿子主要是讲微藻制生物柴油，建议把固碳部分单独写一个，这个稿子题目中就别出现固碳了。
制生物柴油是固碳的重要形式，但固碳不全是制生物柴油。
微藻能将二氧化碳转化为生物燃料、食品、饲料和高价值的生物活性物，而且这些光合微生物还可用于生物除污以及作为固氮生物肥料，好比日光驱动的细胞工厂。
微藻能够提供不同类型的可再生生物燃料，包括用海藻生物质经厌氧消化后产生的甲烷、从微藻油脂中提取的生物柴油以及直接光生物合成的生物氢气。
利用微藻做燃料的构想不自今日始，随着石油价格的节节上涨，这种想法目前越来越受到重视；而燃烧化石能源导致全球变暖给人们带来的新忧虑，使得微藻燃料具有了更重要的意义。
一、微藻来源与功能作用（一）微藻的来源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。
若要大规模地利用藻类生物质来制取生物柴油，就必须保证有充分的藻类生物质。
目前藻类的来源主要有2个途径，一是收集湖泊、河湾、水库、池塘等富营养化水体中天然生长的大量浮游藻类；二是人工户外养殖制备，这也是获取藻类生物质的最主要和最有效的方法。
微藻是一类在水中生长的种类繁多且分布极其广泛的低等植物，它是由阳光驱动的细胞工厂，通过微藻细胞高效的光合作用，吸收CO2，将光能转化为脂肪或淀粉等化合物的化学能，并放出O2。
微藻是光合效率最高的原始植物，也是自然界中生长最为迅速的一种低等植物，而且某些微藻可以生长在高盐、高碱环境的水体中，可充分利用滩涂、盐碱地、沙漠进行大规模培养，也可利用海水、盐碱水、工业废水等非农用水进行培养，还可以利用工业废气中的CO2。
因此，微藻生物柴油成为了潜在的能源研究热点。
（二）微藻制备生物柴油的优势1．微藻可以实现二氧化碳的减排随着石油、天然气和煤炭大量的消耗和使用，许多城市的空气质量状况较差，严重威胁着城市的发展和人们的健康。
海洋微藻生产生物柴油的应用前景
海洋微藻生产生物柴油的应用前景An application prospect of biodiesel from marine microalgae韩笑天1,郑 立2,孙 珊1,3,邹景忠1(1.中国科学院海洋研究所,山东青岛,266071;2.国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛266061;3.青岛科技大学,山东青岛266042)中图分类号:T K6 文献标识码:A 文章编号:100023096(2008)0820076206 石油作为一种天然矿物资源的出现,极大地推动了现代文明和社会发展,为丰富人类的生活做出了极大贡献。
然而,近几年,随着储量日益减少,资源逐渐枯竭和因石化油燃烧带来的环境污染问题,全世界正面临着能源短缺和生态环境受害的危机,因此,寻求一种绿色的可持续发展的新能源成为世界各国科学家普遍关注的科学问题和发展趋势。
生物柴油是清洁的可再生能源,它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料,是优质的石油柴油代用品。
与石油柴油相比,生物柴油具有可再生、易生物降解、无毒、不污染环境等特点,可作为一重要新能源取代或者部分替代石油柴油[1～10]。
油脂原料的选择主要决定于原料成本以及其来源的广泛性。
据统计,生物柴油制备成本的75%是原料成本,因此采用廉价原料及提高转化率从而降低成本是生物柴油能否实用化的关键。
油料植物由于占用耕地面积、生长周期长、受气候影响等缺点,而不能成为生物柴油原料油脂供应的长久之策。
海洋微藻是海洋生态体系中有机物和能量的主要提供者,与其他原料相比,具有光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、生物产量高的特点[11～13],本身可以生化合成油脂,且油脂含量高,所以海洋微藻作为制备生物柴油燃料的新来源展现出广阔的应用前景,受到了世界各国的广泛重视,作者就目前国内外对海洋微藻制油的研究进展做一介绍。
微藻制取生物柴油的工业流程
微藻制取生物柴油的工业流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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利用污水资源生产微藻生物柴油的关键技术及潜力分析
利用污水资源生产微藻生物柴油的关键技术及潜力分析利用污水资源生产微藻生物柴油的关键技术及潜力分析一、引言近年来，随着全球能源危机和环境污染的日益严重，人类对于可持续发展和清洁能源的需求越来越迫切。
然而，传统的石油能源受限于其有限的储量和燃烧产生的大量CO2等温室气体的排放，已经无法满足社会的需求。
在这样的背景下，生物能源成为备受关注的研究热点之一。
二、微藻生物柴油的特点微藻是一类单细胞藻类植物，具有极高的能源转化效率和产油量。
与传统的陆地作物相比，微藻具有生长快、生物量大、营养物质需求低等特点，适合用于生产生物柴油。
微藻生物柴油具有高能量密度、低排放、可降解等特点，是一种理想的清洁能源。
三、利用污水资源生产微藻生物柴油的潜力1. 污水资源广泛且丰富。
城市化进程中产生的大量污水，可成为生产微藻的理想培养基。
污水中含有丰富的氮、磷等营养物质，能够满足微藻生长的需求。
2. 微藻与污水互为利用。
微藻能够吸收和利用污水中的营养物质，将废水中的有机物和氮、磷等转化为生物质和油脂。
同时，微藻生长过程中释放的氧气能够为废水处理过程提供氧气，促进废水的净化。
3. 微藻生物柴油的可持续性。
利用污水资源生产微藻生物柴油能够实现能源的循环利用，减少对传统石化能源的依赖，并且能有效减少温室气体的排放，对环境具有较好的保护作用。
四、关键技术1. 微藻的筛选和培养。
选择适应环境的优良微藻菌株是生产微藻生物柴油的关键。
在选择菌株的同时，需要开展培养基的优化研究，比如通过调节氮、磷等营养物质的浓度和比例，提高微藻的生物量和油脂产量。
2. 废水的处理和利用。
为确保微藻的生长环境稳定和生物柴油的质量，需要对废水进行预处理和后处理。
预处理包括污水的去除杂质和有机物降解，可通过物理、化学和生物法等手段实现。
后处理主要包括废水的除藻和余热回收等，以减少对环境的影响。
3. 微藻油的提取和转化。
微藻油的提取是生产微藻生物柴油的关键步骤。
传统的提取方法包括机械压榨和有机溶剂萃取等，但存在能耗高、操作复杂等问题。
微藻生物柴油固碳减排和经济效益
济效益2023-11-06CATALOGUE目录•引言•微藻生物柴油技术概述•微藻生物柴油固碳减排分析•微藻生物柴油经济效益分析•微藻生物柴油技术应用前景•研究结论与展望01引言研究背景和意义全球气候变化由于人类活动导致大量温室气体排放，全球气候变暖问题日益严重。
生物柴油产业生物柴油产业是替代传统石油能源的重要领域，而微藻生物柴油具有较高的固碳减排潜力。
研究意义研究微藻生物柴油的固碳减排和经济效益对推动可再生能源发展和应对气候变化具有重要意义。
010302研究目的和方法研究目的本研究的目的是评估微藻生物柴油的固碳减排效果和经济效益，为相关政策制定和企业决策提供科学依据。
研究方法本研究将采用文献综述、实验研究和经济分析等方法，综合分析微藻生物柴油的固碳减排效果和经济效益。
02微藻生物柴油技术概述微藻生物柴油技术定义与原理微藻生物柴油技术是一种利用微藻细胞通过光合作用吸收并固定大气中的二氧化碳，同时生产生物柴油的技术。
其原理是基于微藻细胞内的脂类物质，通过一定的工艺条件，将脂类物质转化为生物柴油。
微藻生物柴油技术目前正处于研发阶段，尚未实现大规模商业化应用。
然而，近年来在技术研发和政策支持方面取得了一定的进展，一些科研机构和企业正在积极探索其应用潜力。
微藻生物柴油技术发展现状VS微藻生物柴油技术优势与挑战02具有固碳减排、减缓气候变化的作用。
03同时生产生物柴油，有助于替代传统化石燃料，降低碳排放。
微藻生物柴油技术优势与挑战•微藻生长速度快，适应性强，可利用废弃土地或海水进行养殖。
微藻生物柴油技术优势与挑战挑战技术仍处于研发阶段，尚未完全成熟。
生产成本较高，需要进一步降低成本才能实现大规模应用。
微藻养殖过程中可能出现营养物质不足、病毒侵害等问题，需要加强风险管理。
03微藻生物柴油固碳减排分析微藻生物柴油的碳足迹远低于传统柴油。
在生产过程中，微藻生物柴油的碳排放量比传统柴油低约80%。
微藻生物柴油的生产过程不需要像传统石油提炼过程中那样使用大量的能源和水资源，因此有助于减少能源消耗和节约水资源。
每日科普微藻“吃掉”二氧化碳，产出“生物柴油”
每日科普微藻“吃掉”二氧化碳，产出“生物柴油”二氧化碳过度排放是全球气候变暖的罪魁祸首之一，怎么减少大气中的二氧化碳？比如，能不能把二氧化碳“吃掉”？还别说，有一种古老的生物就有这种好胃口，它们不仅可以捕食大气中的二氧化碳，还能利用二氧化碳生产“生物柴油”，成为我们利用自然规律实现固碳减排、碳中和的得力助手。
一呼一吸间，离不开的小小微藻微藻（microalgae）是细小藻类群体的总称，属于单细胞生物。
微藻是浮游植物，通常存在于淡水和海洋系统中，在陆地系统也有分布，它们体积很小，从几微米到几百微米不等，通过肉眼难以捕获到。
微藻单独存在或者以群体形式存在于环境中。
与高等植物不同，微藻没有根、茎、叶组织构造。
它们特别适应以黏力为主导的环境中。
当然在其他极端环境也会有发现，比如螺旋藻是最耐碱的生物，在pH 值11以上的环境也能存活。
微藻体内含有叶绿体，意味着它可以进行光合作用。
另外，部分微藻细胞体外有细胞壁，可以起到保护作用，还有部分微藻表面具有鞭毛，可以帮助其在水中游动。
微藻有原核微藻和真核微藻两大类。
目前我国学者一般将藻类分为11门：蓝藻、红藻、隐藻、甲藻、金藻、黄藻、硅藻、褐藻、裸藻、绿藻、轮藻。
如下图所示，微藻的形状奇奇怪怪，有球状、三角状、椭圆状、星状，以及其他不规则形状。
另外，微藻体内还含有各种色素，比如雨生红球藻体内含有的虾青素，使得其颜色为红色。
种类繁多的微藻构成了一个奇特的小世界。
奇形怪状的微藻微藻是自然生态系统中的重要组成部分，在物质循环过程中发挥着重要作用。
比如微藻体内具有光合色素（叶绿素等），能高效地利用光能、二氧化碳和水进行光合作用，产生氧气并合成碳水化合物，与其他光合细菌一起为食物链上游端生物提供营养，并且微藻本身也可以利用二氧化碳以光营养的方式生长。
微藻能够进行光合作用对地球上的生命非常重要，可别小瞧了这个过程，地球的大气氧气中约有一半都是靠这些微藻进行光合作用产生的。
“吃”的是二氧化碳，挤的是“生物柴油”让我们“文艺复兴”回到2013年的电影《泰囧》，影片中，徐峥给王宝强展示了一种叫做“油霸”的液体，“你去加油站加油，加到一半，滴几滴'油霸’，油箱自动涨满”。
微藻生物柴油生产中的油脂提取分离技术
微藻生物柴油生产中的油脂提取分离技术微藻生物柴油作为一种清洁可再生的能源替代品，在全球能源结构转型中扮演着日益重要的角色。
其生产过程涉及多个技术环节，其中油脂提取分离技术尤为关键，直接影响到生物柴油的产量与质量。
以下是微藻生物柴油生产中油脂提取分离技术的六个核心方面：1. 微藻培养技术的优化微藻生物柴油生产的起点是高效微藻的培养。
通过选育高油脂含量、快速生长的微藻品种，并优化培养条件（如光照强度、温度、营养盐配比等），可以显著提高微藻的生物质产量和油脂积累效率。
开放式池塘、封闭式光生物反应器和混合培养系统等不同培养模式的选择需根据地域条件、成本效益及环境影响综合考虑。
2. 预处理技术微藻收获后，预处理步骤旨在破坏细胞壁，释放内部油脂，为后续的提取做好准备。
物理法（如机械破碎、超声波处理）、化学法（使用酸碱或氧化剂）和生物酶解法是常见的预处理手段。
生物酶解因具有环境友好、温和条件下的高效破壁能力而受到青睐，但酶的成本与稳定性仍需进一步研究优化。
3. 油脂提取技术油脂提取是将微藻细胞内的油脂转移到溶剂中的过程。
常用的提取溶剂包括无毒环保的乙醇、丙酮和超临界二氧化碳（SC-CO2）。
超临界CO2提取技术因其能效高、环境影响小，且提取产物纯净度高而成为研究热点。
该技术利用CO2在特定压力和温度下呈现超临界状态的特殊性质，有效溶解并萃取出油脂，且提取后易于回收CO2循环使用。
4. 分离纯化技术提取得到的油脂混合物含有多种杂质，需通过精炼过程去除，以获得高品质的生物柴油原料。
常用的分离技术包括沉淀、过滤、离心分离和分子蒸馏等。
分子蒸馏作为一种高效的热分离技术，能在较低温度下实现高纯度的油脂分离，尤其适用于热敏感物质，有利于保留油脂的生物活性成分。
5. 副产品回收与综合利用微藻生物柴油生产过程中产生的副产品，如蛋白质、多糖、核酸等，具有很高的附加值。
这些副产品的回收与再利用不仅能够提高整体经济效益，还能减少废物排放，实现生产过程的循环经济。
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微藻的生物学特性
与其他生物相比,微藻具有如下特点: 1、单细胞结构,大多数是浮游藻类; 2、种类繁多、分布极其广泛。 3、适应能力强。在海洋、淡水湖泊等水域,或是潮湿的土 壤、树干等处,在有光及潮湿的任何地方都能生存; 4、生长快、周期短（几天）; 5、细胞内合成大量油脂,含量可达细胞干重的30%~70%。 6、对水有净化作用。
好好学习 天天向上
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微藻能源的优势四:
生长迅速
大多微藻生长极其迅 速,一般能在24 h 内 使自身生物量加倍,藻 类生长周期很短,一般 2~5d 便可完成一个 世代,并且可终年生长。 因此,可以每天收获,为 生物柴油的生产提供 了连续的原料供应。
好好学习 天天向上
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三、微藻制备生物燃料过程简介
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微藻能源的优势
单位占地面积 的收获量大
适应力强 生长要求简单
后处理简单 生长迅速
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微藻能源的优势一
单位占地面积的 收获量大
原料
玉米油和棉籽油 豆油
菜籽油和红花籽油 花生油 富油藻类
产油量[kg／(hm2·年)]
微藻能源的优势
<224 449 约673 857 >56 00
微藻的含油量大概是大豆的10倍,是油菜子、花生的78倍。
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微藻能源的优势二
后处理简单
利用高等植物生产生物质燃 料时需要进行复杂的工序。
而藻类可直接生 成油脂。
通过高等植物制造出的燃料 为淀粉、油脂及纤维素等多 种物质。但是,除了油脂之外, 其他物质都不能直接形成燃 料,需要进行发酵等处理制成 乙醇,工序颇为复杂这一过程 不仅会使获得的能源有所减 少,而且还要投入设备成本。
微藻生物柴油
微藻生物柴油的进展1微藻生物柴油简介1.1生物柴油简介面对石油储量的不断减少，能源消耗急剧增长，导致石油价格不断上涨，全世界都面临着能源短缺的危机。
随着石化燃料引起的环境污染问题日益恶化，对人体健康造成极大的危害，以及人们对生活水平的提高和环境保护意识的增强，寻找和开发新的，对环境无害的、非石油类的可再生资源，控制汽车尾气排放和温室效应，保护人类赖以生存的自然环境日益引起人们的关注。
同时全球能源需求不断扩大，寻求可以替代石油在能源结构中占主导地位的可再生清洁能源是目前普遍关注的热点[1、2]。
生物柴油是一种已经得到证明的燃料，因其是可再生性的环保燃料能源而得到世界的广泛关注。
生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯，是以可再生资源（如菜籽油、棉籽油、葵花子油、棕榈油、椰子油、回收烹饪油、动物油以及微生物油脂等）为原料而制成具备与石油柴油相近的性能的产品。
1.2生物柴油的性能生产和使用生物柴油的技术已经存在了50余年。
而且与石油柴油相比，生物柴油的性能更加优良。
主要表现在：1.2.1优良的环保特性与石化柴油相比，生物柴油可降低90%的空气毒性。
由于生物柴油含氧量高，燃烧排烟少，CO的排放量可减少约10%（有催化剂时为95%）。
同时生物柴油的生物降解性高[3]。
另外，生物柴油原料来源于光合作用，它可抵消由于生物柴油燃烧过程释放的CO2，因此使用生物柴油不会导致温室效应[4]。
1.2.2良好的燃料性能生物柴油含氧量高于石油柴油，可达11%，在燃烧过程中所需的氧气量较石油柴油少，燃烧、点火性能优于石油柴油，且燃烧残留物呈微酸性，可延长催化剂和发动机机油的使用寿命。
1.2.3可再生性物柴油作为一种可再生能源，通过农业和生物科技的发展其资源不会枯竭。
且通用性好，无需改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储运设备及人员的特殊技术训练。
1.3微藻生物柴油介绍目前，生物柴油主要是以植物和动物脂肪酸为原料来生产的，而不是微藻。
第三代生物燃料 ——微藻生物燃料
Algal Biomass Organization National Algae Association
微藻生物燃料动态
公司
Aquaflow Bionomic Corporation Sapphire Energy Solazyme
Pond Biofuels Inc. Shห้องสมุดไป่ตู้ll
微藻生物燃料动态
可持续微藻生物燃料财团(亚利桑那州 Mesa) ：由亚利桑那州立大学带领，这个财 团将集中测试藻类生物燃料的可接受性， 作为石油基燃料的替代。 任务包括海藻生 物化学转化燃料和产品的研究，以及分析 藻类燃料和燃料中间体的物理化学性质。 (能源部资助600万美元)
微藻生物燃料动态
微藻生物燃料动态
荷兰瓦赫宁恩（Wageningen）大学
微藻生物燃料动态
波音与中科院青岛生物能源与过程研究所 建立生物燃料研究实验室
2010 5 2010年5月，中科院青能所与波音公司签署协议建 立联合实验室，致力于建立微藻航空生物燃料技 术、航空生物燃料加工炼制技术等研发平台，建 成微藻航空生物燃料中试系统，提供高品质航空 生物燃料产品，推动可持续航空生物燃料的技术 研发与产业示范。9月2日，由中科院青能所与波 音公司共同投资组建的“可持续航空生物燃料联 合研究实验室”在青岛揭牌。
微藻生物燃料动态
机构
University of Brighton, University College London United States Department of Energy University of Texas at Austin, University of Maine
小球藻
盐藻
藻类制备生物燃料简介
基于微藻制备生物柴油的研究
基于微藻制备生物柴油的研究随着经济和技术的发展，越来越多的人开始关注可再生能源的发展和使用。
从风能、太阳能到水力能，这些可再生能源的发展已经成为我们社会的重要议题。
而在这些可再生能源当中，最具可持续性的能源之一就是生物柴油。
生物柴油是一种由植物或者动物油脂转化而成的柴油替代品，它现在已经被广泛应用在农业、航运、军事和工业领域。
微藻作为一种新兴的制造生物柴油的来源，已经引起了人们的广泛关注。
微藻是一种独立于土地和淡水资源的真正的“超级生物”，它可以利用太阳能进行光合作用，并且在较短的时间内实现大规模的繁殖。
此外，微藻油所含的油酸、亚油酸和硬脂酸等成分与常规石油柴油具有相同的化学结构，因此，具有很高的生物降解性和可再生性。
当前，基于微藻制备生物柴油的研究已经取得了许多进展。
下面，我们将就基于微藻制备生物柴油的研究进行探讨。
一、微藻的筛选与培养从大量的微藻物种中筛选出高油脂产量的微藻物种是制备生物柴油的关键之一。
科学家们进行了大量的微藻筛选工作，最终选出了产量较高的微藻品种，如麦角藻、轮虫藻、硅藻等。
针对不同的微藻品种，科学家们采用了不同的微藻培养技术。
其中比较常用的微藻培养方式包括批量培养、连续培养和悬浮培养等。
二、微藻的油脂提取与转化微藻油脂提取技术是生产生物柴油的关键。
目前，常用的油脂提取方法主要有溶剂提取法、机械压榨法、微波法、超声波提取法等。
其中，超声波提取法是一种比较有效的提取方法。
它不需要额外的化学试剂，只需要超声波的作用就可以实现油脂的有效提取。
经过油脂提取后，科学家们需要将油转化为可用于柴油引擎的生物柴油。
其中，生物柴油转化反应的最核心部分就是酯化反应。
酯化反应通常利用催化剂来促进，这样可以大大提高反应速率。
酯化后的生物柴油的性能与石油柴油相似，可以直接用于柴油引擎。
三、微藻的生产成本控制尽管微藻的制备生物柴油的技术和产业发展前景十分广阔，但是在现实中，基于微藻制备生物柴油的生产成本却比较高。
微生物制生物柴油
柴藻 五生而油体、产且。 生微 效 微物 藻率藻本 生低热身 物，解（ 适还 产占所1的可 量地得）以 与面生藻得 产积物选到油大质类择再 率；燃利 高油合用 。热， 值生 高产 ，出 是有 木高 材附 或加 农值 作（ 基的 物2因产 秸）品 秆进， 的对如1行．目保6修健倍的品。饰、药品、化装品等。（ 进 时3一 间）步适培宜养条一件段下
微藻能源的开发前景
随着化石能源的枯竭，无论在未来的经济建设或社会开展 等方面，生物燃料都将发挥更大的作用。生物柴油是一种 非常优良的新型可再生能源，通过微藻生产生物柴油在技 术上说是可行的，并且它是实现生物燃料完全替代石化燃 料的最正确途径，而能否实现其工业化取决于其制造本钱。 为了降低本钱并且提高微藻生物柴油的性能和质量，可以 从优良藻种的获取、产油培养条件的优化、微藻培养技术 和策略的改进、生物柴油生产方法的改进和系统化等几个 方面进行深入的研究。并且这是一个变废为宝的产业，而 且还可以生产更多的下游产品。在石油价格大幅上升，粮 食短缺问题日渐突出的今天，该产业有着广阔的开展前景。
生物柴油(biodiesel)是指以油料作物、野生油料 植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、 餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可 代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生 物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得 到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。对于生物柴油 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缺乏。事实上， 作为一种重要的可再生资源． 藻类具有其他非藻类可再生 资源无可比较的优越性。
四、加工工艺相对简单。微藻没有叶、茎、根的分化，不产生无用生 物量，易被粉碎和枯燥，预处理的本钱比较低。而且微藻热解所得生 物质燃油热值高，是木材或农作物秸秆的1．6倍。
利用污水资源生产微藻生物柴油的关键技术及潜力分析
利用污水资源生产微藻生物柴油的关键技术及潜力分析利用污水资源生产微藻生物柴油的关键技术及潜力分析随着全球气候变化和能源短缺问题的日益严重，生物柴油作为可再生能源的一个重要组成部分备受关注。
传统生产生物柴油的方式主要为利用食用植物或油料作为原料进行生产，但这种方式存在着对农田资源的过度开发和环境污染的问题。
而利用污水资源生产微藻生物柴油不仅可以解决这些问题，还能有效利用污水资源，实现污水治理和资源化利用的双重目标。
微藻是一类单细胞植物，其具有高速生长、高光合效率、高生物量产量等特点，是生产生物柴油的理想原材料。
与传统生物柴油原料相比，微藻生物柴油具有显著的优势，如生产周期短、生物量产量高、油脂含量高、污水净化能力强等。
因此，在生产微藻生物柴油过程中，关键技术的研究和优化显得尤为重要。
第一个关键技术是微藻的筛选与培养。
由于不同种类的微藻对生长环境的要求不同，因此需要筛选出适合在污水中生长的微藻菌株。
此外，为了保证微藻生物量的高产和油脂含量的增加，还需要优化微藻的培养条件，如光照、温度、营养盐的浓度等。
通过选择适合生长的微藻种类和优化培养条件，可以提高微藻的生物量产量和油脂含量，从而提高微藻生物柴油的生产效率。
第二个关键技术是微藻生物柴油的提取与转化。
微藻细胞中含有大量的油脂，但是其细胞壁较为坚固，不易破碎提取。
因此，需要采用适当的方法来破壁提取微藻中的油脂。
目前常用的方法包括机械法、化学法和超声波法等。
在提取油脂的同时，还需要对提取得到的油脂进行精炼和转化。
通过脂肪酸甲酯化反应，可以将微藻中的油脂转化为生物柴油。
此外，研究人员还尝试将微藻油脂转化为生物柴油的同时，利用余热产生的蒸汽进行脱水反应，从而提高反应效率。
第三个关键技术是微藻生物柴油的环境适应性和应用。
由于微藻生物柴油的生产需要一定的光照和温度条件，因此需要根据不同的地区和季节条件调整生产方式。
此外，还需要建立污水处理和微藻生产的紧密衔接，实现污水的即时处理和微藻的连续培养，提高污水资源的利用效率。
藻中提取生物柴油
生物柴油
生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻 等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交 换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生 物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂 肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合 物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种 类的含氧有机物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。
国内外研究现状
2、澳大利亚现状 2009年底，笔者有幸从澳大利亚墨尔本获得澳大利亚的 “富基绿色 新能源生物柴油(Fulifuelblodiese1)”项 目的资料，从中得知，该项目进 行了大量的藻类优良品种筛选工作，在5×10多种海藻中，最终精选出脂 质含量高的3个优秀品种，a)微拟球藻(Nannochloropsissp)，其脂质含量 为净重的31％～68％；b)裂殖壶菌(Schizochytriumsp)，其硅藻脂含量为 净重的50％～77％；C)布朗葡萄藻(Botryococcusbraunii)，其硅藻脂质含 量为净重的25％～75％。这3种微藻中，以微拟球藻最优，因为其抗菌力 强，生命力顽强；易于生养，培育简单，处理方便；咸水物种；高脂质含 量(脂质达净重的70％)。
•
•
海藻生产和海藻油提取
• 藻类的厚壁孢子具有坚韧的细胞壁，会阻碍对细胞内生物质的提取。 因此在提取海藻油前，必须对海藻细胞进行破壁处理。超声波法或超 微加超声法是目前实验室对藻细胞进行破壁的常用方式，且破壁效率 高，一般细胞破壁率都可以达到95% ~ 98%。在海藻生物柴油工厂采用 这类破壁方法存在两个主要问题，一是设备昂贵，二是能耗高。 • 采用机械破壁法、物理法和酶解法对螺旋藻进行破壁试验证实，机构 法的破壁效果较好且易操作，而研磨法是螺旋藻细胞的最佳破壁方法 ，在胶体磨和匀质机上进行螺旋藻细胞的破壁试验效果更理想。
生物柴油-微藻
缺 点
• 生产成本高；提纯方法落后且成本高 • 高等植物中的油脂大都属于中性脂，易于通过压 榨方式提取，因此提取后，油脂基本上不存在极 性脂和色素。而微藻细胞小，难以通过常规的压 榨方式以获取油脂，用有机溶剂来提取，油脂中 不可避免存在大量色素和磷脂等极性脂，为后续 提炼过程带来相当大的隐患
优 点
展望未来
• 微藻可以旺盛地消耗高浓度的CO2和NO2，这些火力发电厂 的污染物则是微藻的营养。来自化石燃料发电厂的废气可 以直接通入微藻生产设备，此举既能显著地提高生产能力 ，还能清洁空气。微藻利用光合作用固定CO2，将光能转 化为化学能的形势储存于油脂，我们利用油脂生产生物柴 油，燃烧后产成CO2和水，这一过程完全符合节能减排的 要求。 • 微藻法生产生物柴油可以与其他生产过程相结合，构成一 套完整的产业链，同时节约原料，充分利用产物，如下图 所示，即为伪造生物柴油生产过程的系统化。
谢 谢
目前，正在研究 选择合适的分子 载体，使ACC基因 在细菌、酵母和 植物中充分表达， 还进一步将修饰 的ACC基因引入微 藻中以获得更高 效表达。
步骤（3）微藻的培养
微藻主要类型——光能自养型 能源：光 碳源：二氧化碳 培养技术：
敞开式培养（如跑道式）图一 密封式光生物反应器培养（如气升式光生物反应器） 图二 光生物反应器即为设计有光源系统的、主体为透明材料的生物 反应器
生物柴油
Biodiesel ——微藻法
陈梦婕 5091109032
生物柴油的特点
• 生物柴油与石化柴油相比有以下优点： 十六烷值较高, 大于49( 石化柴油为45 ), 抗 爆性能优于石化柴油。 含氧量高于石化柴油,可达11% , 在燃烧过程 中所需的氧气量较石化柴油少, 燃烧、点火性 能优于石化柴油。 不含芳香族烃类成分而不具致癌性, 并不含硫、 铅、卤素等有害物质。无须改动柴油机， 可 直接添加使用。
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(b)黄连木种子
(c)纤细角毛藻
(d)新月菱形藻
生物柴油制取方法
甘油三酸酯 + 甲醇 → 脂肪酸甲酯 + 甘油 生物酶法 低碳醇转化率低 （4O％-60％）， 短链醇对酶有一 定毒性，酶的使 用寿命短；副产 物甘油和水难于 回收。
化学法 化学法即酯化 法：工艺复杂、 能耗高、成本 高、生产过程 有废碱液排放 等缺点。
经济
背景
微藻对太能能利用率高，生长速率极快（ 繁殖一代的时间一般为2-5天），适合大规 模养殖； 大规模养殖微藻，收获微藻生物质转化为 生物柴油，清洁燃烧。
微藻能源潜力
美国能源部预测：微藻制生物燃料代替全美汽车燃油
微藻转化太阳能的量 子效率高达2-10%， 陆生植物<1%.
部分微藻的油脂含量
45～47 — 42.1 30.2 不超过23.4％ 42.5 38.6 37.1 — — 20－60 — 39(2天) 23.4 23.4 23.4 23.4
25－70
cryptica，UT-65)
CHAET14 (Chaetoceros 牟氏角毛藻属 sp.，SS-14)
19 11~12 11~12 11~12 11~12 11~12
研究现状
1970年代石油危机开始，美国能源部就将微藻能源作为重
大研究计划投入巨资支持； 1976-1996年，NREL投资5千万美元的水生植物计划，采集
3000株微藻筛选出300多株潜力油藻（油脂含量20-60%）；
2008-2009年，美国国防部和宇航局先后宣布投巨资开发 微藻航空燃油；
2009年，美国近180家公司投资于微藻生物柴油的开发示
范，艾可森美孚，Shell，Chevron等石油巨头公司，但尚 未实现商业化。
示范工程
示范工程
杜克能源公司“微藻-二氧化碳资源化 利用”示范(EAST BEND) 新奥集团在中国内蒙建立的示范基地
实验室研究介绍
碳水化合物 15 % 蛋白质 80% 油脂 5% 螺旋藻 适用于发酵产 H2和CH4
NAVIC1(Navicula saprophila，F-2) NAVIC8(Navicula acceptata，SB-304) NITZS13(Nitzschia dissipata，SB-307) NAVIC9(Navicula pseudotenelloides) CYCLO1(Cyclotella cryptica，DI-35) ENTOM3(Amphiprora hyalina，BB-333) CYCLO4(Cyclotella
微藻减排CO2制取生物柴油
微藻能源之生物柴油
Contents
背景介绍
研究现状及示范展示 试验研究介绍
背景
石油
17.9%
煤炭
70.4%
天燃气 3.9% 水、核电 其它能发电
7.8%
我国一次能源消费量构成
背景
能源
1970年，石油危机；传统化石 燃料的日益枯竭；
环境
传统的化石燃料燃烧排放的温 室气体（尤其是CO2），污染 物； 2006年，全球以每年GDP1%的 投入，可以避免将来每年GDP5 %—20%的损失。
160)
—
30 35 — 30 30 30 30 35 30 30 30 30 30
—
2.77 3.8 2.5 2.5 — — ≤1.4 2.87 4.0 2.5 2.5 2.5 1.4
—
22 22.1 — — 13.2 22.1
66(14天)
58(7天) 48.5
—
49(2天) 32.4
—
— 45
38(7天) 22.7(4天) 22.7(4天) 22.7(4天) 22.7(4天)
CHAET9(Chaetoceros 牟氏角毛藻属 muelleri，UT-147) CHAET10(Chaetoceros muelleri，S/CHAET-4， 牟氏角毛藻属 UT-27)
10-70 10-70 10-70 10-70 10-70
CHAET15(Chaetoceros 牟氏角毛藻属 muelleri，49-1A)
CHAET39(Chaetoceros 牟氏角毛藻属 muelleri) CHAET6(Chaetoceros 牟氏角毛藻属 muelleri，NM-6)
不高于20％
我国微藻能源潜力
15.1万平方公里的养殖 面积,可脱除61亿吨（200 9年燃煤排放61亿吨CO2.） 我国海洋面积299.7万平 方公里，用5.04%； 并年收获6.26亿吨生物 柴油（2010年我国石油消 耗量4.49亿吨）
?
降低成本
生物柴油制取方法
技术路线
技术Байду номын сангаас线
Thank you !
→
CH 2 OH CHOH CH 2 OH (GL)
R COOCH 1 3 (ME)
甘油三酸酯 + 甲醇 →
脂肪酸甲酯 + 甘油
酯交换反应
→
不同原料及生物柴油
(a)光皮树种子
硅藻油脂含量
序号 藻种
NITZS2(Hantzschia DI-
中文
菱板藻属 舟形藻属 舟形藻属 菱形藻属 舟形藻属 小环藻属 茧形藻属 小环藻属
适宜温度 （℃）
生长速率 （doublings•day-1）
油脂含量（％） 原始 缺氮 缺硅
适宜电导率 (mmho•cm-1)
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
小球藻 硅藻
小球藻，硅藻 适用于制取生 物柴油
传统方法：微藻原油通过酯交换反应制取生物柴油
传统微藻制油方法是首先采收脱水干燥、然后研磨破壁用 有机溶剂萃取油脂、最后通过甲醇脂交换反应制取生物柴油
CH 2 OCOR 1 CHOCOR 2 CH 2 OCOR 3 (TG) 3CH 3OH (MEOH)