利用微藻开发生物能源前景广阔

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微藻与生物柴油知识点总结

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。

2024年螺旋藻市场前景分析

2024年螺旋藻市场前景分析

2024年螺旋藻市场前景分析引言螺旋藻是一种具有广泛应用前景的微藻,其富含丰富的营养成分和生物活性物质。

随着人们对健康和营养需求的增加,螺旋藻市场逐渐展现出巨大的潜力。

本文将对螺旋藻市场的前景进行分析,并探讨其发展趋势和商机。

市场潜力营养健康市场需求增长随着人们生活水平的提高和健康意识的增强,人们对健康食品和营养补充品的需求也在不断增加。

螺旋藻富含蛋白质、维生素、矿物质和抗氧化物质等多种营养成分,具有抗氧化、抗炎、提高免疫力等多种功效,因此受到了消费者的广泛关注和认可。

生物技术的发展近年来,生物技术的迅速发展为螺旋藻的生产提供了更多可能性。

通过基因工程和培养技术的不断创新,螺旋藻的生产成本得以大幅降低,使其成为一种具有竞争力的商业产品。

这为螺旋藻市场的快速发展提供了坚实的技术支持。

市场挑战市场竞争激烈随着螺旋藻市场的快速发展,竞争对手数量也在不断增加。

这导致市场上的同质化产品增多,价格竞争趋于激烈。

在这种情况下,如何突出产品的独特性和优势,成为了一个挑战。

知名度和市场认可度相对较低虽然螺旋藻具有丰富的营养成分和多种功效,但相对于其他常见的营养补充品,其知名度和市场认可度仍然相对较低。

消费者对于螺旋藻的认知和接受程度有限,这对市场的扩大和发展构成了障碍。

市场发展趋势健康食品市场不断扩大随着人们健康意识的提高和饮食习惯的改变,健康食品市场不断扩大。

人们对于富含营养成分、天然无污染的食品需求越来越高,而螺旋藻正好符合这一需求。

因此,螺旋藻在健康食品市场上的地位有望不断提高。

进一步开发螺旋藻的多种应用螺旋藻作为一种多功能的微藻,具有广泛的应用前景。

除了作为食品和营养补充品外,螺旋藻还可以用于化妆品、药物和生物燃料等领域。

随着科技的进步和研究的深入,螺旋藻的更多应用有望得到开发和推广,进一步推动市场的发展。

商机和建议提高产品的独特性和品质在竞争激烈的市场中,提高产品的独特性和品质是企业发展的关键。

不仅要注重产品的营养成分和功效,还需要重视产品的口感、外观和包装等方面的改进。

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

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。

2024年微藻市场发展现状

2024年微藻市场发展现状

2024年微藻市场发展现状一、引言微藻是一类微小单细胞藻类生物,具有高度的生物多样性和生物适应性。

近年来,随着能源危机和环境问题的加剧,微藻作为一种新型的可再生能源和生物材料资源,引起了广泛关注。

本文将对微藻市场发展的现状进行分析,并展望其未来的发展潜力。

二、微藻市场的应用领域2.1 能源领域微藻作为一种生物质能源,具有很高的能源转化效率和生物燃料产量。

目前,微藻已经被广泛应用于生物柴油、生物乙醇和生物氢等领域。

不仅能够减少化石燃料的消耗,还能够降低二氧化碳排放量,对环境产生较小的影响。

2.2 食品领域微藻富含蛋白质、脂肪、碳水化合物和多种营养物质,被广泛用作食品添加剂。

它们可以用于生产营养补充品、保健品和功能性食品等。

此外,微藻还被用于生产食用色素和香精等。

2.3 医药领域微藻中含有丰富的蛋白质、多糖和生物活性物质,具有抗菌、抗病毒和抗肿瘤作用。

因此,微藻被广泛应用于医药领域,如生产抗生素、抗癌药物和保健药品等。

2.4 环境领域微藻具有较强的净化环境能力,它们能够吸收水中的有机污染物和重金属离子,减少水体富营养化的程度。

同时,微藻还能够吸收大气中的二氧化碳,并释放出氧气,对改善环境起到一定的作用。

三、微藻市场的发展现状3.1 市场规模目前,全球微藻市场规模较小,但呈现出快速增长的趋势。

根据市场研究机构的数据显示,2019年全球微藻市场规模达到了X亿美元,并预计到2025年将达到X亿美元。

3.2 主要市场参与者当前,全球微藻市场的主要参与者包括国内外企业、科研机构和政府部门等。

其中,国外企业在技术研发和产业化方面较为成熟,如美国的Solazyme公司、以色列的Algatechnologies公司等。

而国内企业则在微藻应用和市场拓展方面取得了一定的成果,如河南孟源生物科技有限公司、北京华人草业科技有限公司等。

3.3 发展面临的挑战虽然微藻市场发展迅速,但仍然面临一些挑战。

首先,微藻的生物质量产和营养物质提取技术尚不成熟,导致生产成本较高。

藻类与生物燃料

藻类与生物燃料

藻类与生物燃料摘要:微藻是生产生物燃料的优良原料,有望成为最重要的可再生能源之一,具有广阔的发展前景。

1 前言:随着全球经济的快速增长,石油和煤炭等化石能源的消耗大幅度上升,化石能源短缺危机已迫在眉睫,对生物质能等可再生能源的关注渐成热点。

在众多的非粮生物质中,藻类具有分布广泛、油脂含量高、环境适应能力强、生长周期短、产量高等特点,用藻类制备生物燃料的研究开发方兴未艾。

利用微藻制备生物燃料已成为热点。

2 藻类制备生物燃料简介藻类是最原始的生物之一,通常呈单细胞、丝状体或片状体,结构简单,整个生物体都能进行光合作用,具有光合效率高、生长周期短、速度快的特点。

藻类按大小通常分为大藻(海带、紫菜、裙带菜等)和微藻(单细胞或丝状体,直径小于1mm)。

其中用于制备生物燃料的是微藻。

微藻种类繁多,分布极其广泛,其生长几乎不需要特别养分,只要有阳光、水和二氧化碳,无论在海洋、淡水湖泊等水域,或在潮湿的土壤、树干等处都能生存,也可在不适合种植庄稼的土地上种植,甚至可生长在咸水里。

3 藻类生产生物燃料研究历程和进展3.1 国外研究历程和最新进展对微藻的研究起步较早,但真正成为热点是在2005 年以后。

通过文献检索可以发现,有关藻类生产生物燃料的论文,在上世纪90 年代数量极少,到2000 年后数量开始大幅度增长,尤其是2007 后数量激增,研究增长趋势十分明显。

早在20 世纪50 年代,美国麻省理工学院就在校园内建筑物的屋顶开始进行养殖藻类生产生物燃料的试验,并在研究报告中第一次提到了藻类生物燃料。

1978 年,美国能源部可再生能源国家实验室开始养殖微藻生产生物燃料项目(Aquatic Spices Program,简称(ASP 项目) 的研究,研究内容从微藻筛选、微藻生化机理分析、工程微藻制备到中试。

该项目持续到1996 年,在实验室研究的基础上,研究人员在美国加利福尼亚州、夏威夷州、新墨西哥州等地进行了中试放大。

微藻产业调研报告

微藻产业调研报告

微藻产业调研报告微藻产业调研报告一、背景介绍自20世纪70年代以来,全球范围内对新型能源和可再生资源的追求不断推动着微藻产业的发展。

微藻是一类微小的单细胞藻类生物,具有快速繁殖、高油含量和适应广泛等特点,被认为是未来能源和食品领域的重要创新资源。

二、市场规模目前,微藻市场规模已呈现出快速增长的态势。

根据调研数据显示,全球微藻产业市场规模在近几年达到了数百亿美元,预计未来几年将保持高速增长。

而在中国,微藻产业也正处于蓬勃发展的阶段,市场需求日益增长。

三、应用领域微藻产业广泛应用于能源、食品、医药、化工等多个领域。

其中,能源领域是微藻产业的关键应用领域之一。

微藻中含有丰富的油类,可以提取生物柴油、生物天然气等清洁能源,具有良好的环境友好性。

同时,微藻也可以被用于动物饲料、水质净化、医药品开发等领域,具有极高的市场潜力。

四、产业链分析微藻产业链包括微藻培养、采收、提取、加工和销售等环节。

其中,微藻培养技术是整个产业链的核心环节。

当前,微藻培养技术主要包括浅层光照培养、深层智能培养和光合有机物培养等。

采收、提取和加工技术也是微藻产业链中的重要环节,其技术创新和成本控制都对微藻产业的发展具有重要影响。

五、挑战与机遇微藻产业的发展面临着一系列挑战和机遇。

首先,技术创新和研发投入是微藻产业发展的关键。

新的培养技术、采收技术和提取技术的研发是微藻产业能否实现规模化生产和商业化应用的重要因素。

其次,微藻产业链的完整度和协同效应也是产业发展的重要问题。

产业链上下游企业之间的紧密合作和有效配套可以提升整个产业的竞争力。

最后,政府的政策支持和市场需求的增长也是微藻产业发展的重要动力。

六、发展建议为了促进微藻产业的健康发展,应加大对技术创新和研发的支持,提高微藻产业的核心竞争力。

同时,应加强产业链各环节的协同发展,提高整个产业的综合效益。

此外,政府需要继续出台相关政策,鼓励企业投资微藻产业,并引导市场需求的增长。

总结:微藻产业作为一种新兴的生物资源,其发展潜力巨大。

微生物在生物能源开发中的作用

微生物在生物能源开发中的作用

微生物在生物能源开发中的作用近年来,随着全球能源需求的不断增长和传统能源资源的持续紧缺,人们对生物能源的研究与利用越发重视。

微生物作为生物能源开发中的重要角色,发挥着不可忽视的作用。

本文将探讨微生物在生物能源开发中的关键作用,并深入分析其在不同能源领域的应用前景。

一、微生物在沼气能源开发中的作用沼气是一种具有高热值和可再生性的生物质能源,通过微生物发酵过程产生。

在沼气发酵中,微生物起着关键作用。

首先,厌氧菌是沼气发酵的主导菌种,它们能够分解有机废弃物,并产生甲烷等气体,实现有机物的能量转化。

其次,产甲烷菌在沼气生产中起到关键催化剂的作用,加速甲烷的生成。

此外,其他微生物如发酵细菌和厌氧细菌等,也对沼气产生具有重要影响。

因此,微生物在沼气能源开发中发挥着至关重要的作用。

二、微生物在生物柴油生产中的作用生物柴油作为一种可再生的替代燃料,已成为解决传统石油燃料问题的重要途径。

而微生物在生物柴油生产的过程中起着核心作用。

其中,微藻是生物柴油生产的重要来源之一。

微藻能够通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,并积累大量的油脂。

这些油脂可以通过微生物的催化作用转化为生物柴油,具有极高的燃烧效率和环境友好性。

因此,微生物的参与是生物柴油生产过程中不可或缺的一环。

三、微生物在生物氢能源开发中的作用生物氢能源作为一种高效、清洁的能源形式,越来越受到人们的瞩目。

而微生物在生物氢能源开发中扮演着关键角色。

首先,光合细菌和厌氧细菌能够利用有机物进行生物发酵,产生氢气。

其次,氢气产生菌群可以利用光合作用和混合酸发酵作用将浓缩的有机废弃物转化为氢气。

此外,氢气细菌还能够通过棕榈酸发酵等方式产生氢气。

因此,微生物在生物氢能源开发中具有重要的促进作用。

四、微生物在生物电池中的作用生物电池是一种利用微生物的电活性进行电能转换的设备,可将有机废弃物转化为电能。

微生物作为生物电池的关键组成部分,扮演着至关重要的角色。

首先,硫酸盐还原菌和铁还原菌等微生物能够通过氧化还原反应产生电流,实现有机物的去除和能量的转化。

微藻养殖技术创新及在养殖业中的应用前景

微藻养殖技术创新及在养殖业中的应用前景

微藻养殖技术创新及在养殖业中的应用前景注:本文所述的时间和技术仅为虚构,与现实无关。

2023年,我们迎来了新一轮微藻养殖技术创新。

这项技术以微藻为对象,通过提升微藻养殖效率、提高微藻品质和开发微藻微生物制品等方面应用于养殖业,成为近年来备受关注的一项技术。

微藻是一种单细胞藻类生物,它具有高营养价值和广泛的应用前景,包括食品、医药、化工、环境保护等多个领域。

然而,由于微藻生长速度慢,产量少,耗能大,以及饲料成本高等问题,传统的微藻养殖面临着种种挑战。

近年来,微藻养殖技术经历了多次创新,不断提升微藻养殖效率和品质。

其中,创新的核心是微藻种质资源的筛选和开发、微藻培养的优化和微藻代谢调控等方面。

首先,微藻种质资源的筛选和开发是微藻养殖技术创新的重要环节。

企业通过建立微藻种质资源库,根据微藻的营养需求、光照强度、温度等因素进行筛选,选出适合养殖的微藻种类,为禽畜水产养殖提供更加优质和营养的饲料。

其次,微藻培养的优化也是微藻养殖技术创新的重要环节。

企业通过建立高密度培养体系、提高光能的利用率、节约碳源和优化养分配方等方式,有效提升了微藻的生长速度、产量和品质。

最后,微藻代谢调控的创新,也为企业提供了更多的微生物制品。

微藻生产的脂肪和胶质等微生物制品,具有广泛的应用前景。

例如,脂肪可以转化为生物柴油和食用油,胶质可作为药物和化妆品原料使用。

微藻养殖技术创新引发了业内外广泛的关注。

除了生产方面,微藻还可以作为一种环境保护的手段。

例如,微藻可以降解废水中的有机物和氨氮,将有害物质转化为有用的生物质。

总的来说,微藻养殖技术创新以其高效、可持续和多功能的特点,为禽畜水产养殖提供了更加优质的饲料,为生物柴油、药品等微生物制品的生产提供了原料保障,同时可以作为一种环保手段,带来多重的经济效益和社会效益。

随着技术的不断创新和应用的不断推广,微藻养殖将有着更广阔的发展前景。

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粮食是人类赖以生存的重要物质基础。

但由于人口数量不断增长、可耕地面积逐年减少以及发展不平衡等因素,世界粮食生产的安全形势十分严峻。

据联合国粮农组织最新数据显示,目前全球饥饿人口已达9.2亿。

为了应对粮食紧缺,世界各国已经放弃以玉米和大豆为原料的生物质能。

另外,化石能源蕴藏量逐渐下降、国际油价将持续高位运行,温室气体排放日益严重,因此发展替代能源将是缓解能源紧张的有效方法。

其中微藻被认为是一种最具前景的生物燃料原料。

1利用微藻生产生物能源的特点微藻是水生植物的一种,其特有的化学组成和结构注定它是获得生物柴油和生物质油的优良原料来源。

微藻细胞的主要化学成分是脂类、纤维素、木质素和蛋白质等。

根据微藻细胞这种特有的化学成分,一方面,利用高温高压液化技术或超临界CO2萃取技术,可以获得细胞中的油脂。

再通过酯交换技术将其转变为脂肪酸甲酯即生物柴油;另一方面,可以利剧微藻直接热解制备生物燃料,即在绝氧的条件下将微藻加热到500℃左右,使其分解转化为其它液体、固体及气体。

用以生产高芳烃、高热值、高稳定性、高辛烷值的生物质油以及到焦炭、合成气、氢气等多种燃料物质。

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50%-60%。

生物质油及副产燃料有着能源密度高、易储运、含硫低等优点,与生物柴油一样,可以直接作为民用燃料和内燃机燃料。

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。

有些微藻能把光合作用产物转化成油贮藏起来,在细胞内形成油滴。

从这些微藻提取的油通过转酯化后可转变为脂肪酸甲酯(生物柴油)。

微藻和高等植物的油属三酰基甘油酯,都可作为生物柴油的生产原料。

与柴油相比,生物柴油除了具有较好的燃料性能、润滑性能和安全性能,还具有二氧化硫和硫化物排放低、不含芳香族烷烃等环保特性。

与一些产油植物相比,微藻作为生产生物柴油原料,具有以下特点:(1)种类繁多,广泛分布于淡水和海水中,全球已经鉴定的微藻大约有40,000种,而且其数量还在不断增加;(2)相对于传统的油料作物,微藻具有生物量大、生长周期短。

微藻的生长速率远远高于陆生作物,一般微藻在24h内其生物量就可以加倍,在指数生长期的生物量倍增时间一般为3.5h;(3)微藻油的成分与植物油相似,是植物油的替代品,可直接运用现有技术生产生物柴油;(4)一般微藻的含油量可达20%-50%,部分微藻的含油量可以超过其干质量的80%。

如油质绿藻在正常和外界条件胁迫下的平均总油脂含量为25.5%和45.7%;油质硅藻平均总油脂含量分别为22.7%和44.6%。

(5)微藻能用海水培养,能耐受沙漠、干旱地、半干旱地等极端环境,不占用耕地,因此不会对粮食作物的生产产生威胁;(6)微藻能吸收并利用工农业生产中排放出的大量CO2和氮化物或从废水中取得氮、磷等,有利于改善环境;(7)微藻尽管是在液体培养基中培养,但与传统的油料相比较,只需要较少的灌溉用水;(8)微藻的生物化学成分可以通过环境条件的改变加以调节,从而提高含油量;(9)能生产出有高附加值的副产品,如生物高聚物、蛋白质、色素、动物饲料、酒精以及氢气等。

目前,采用微藻生产生物柴油需要实现工业化,主要需解决的以下几个问题:(1)降低生产成本。

高昂的生产成本是利用微藻生产生物柴油所面临的第一个瓶颈。

假设采用含油量为30%(细胞干重)的微藻来生产生物柴油,那么从培养、收集、提炼到成品,成本约为19.1元/L。

而我国2008年0号柴油的价格只有6.1元/L,此价格还包含了税收、利润、运输等费用。

(2)高等植物种子中的油脂大都属于中性脂,易于通过压榨的方式提取,因此提取后的油脂基本上不存在极性脂及色素。

而微藻细胞小,难以采取常规的压榨方式以获取油脂,用有机溶剂来提取,油脂中不可避免地存在着色素及磷脂等极性脂,为后续提炼等过程带来了相当大的隐患。

(3)生产过程利用微藻开发生物能源前景广阔李玉芳伍小明中藻液的机械搅拌、离心采收和干燥等环节能耗很高,能量的投入、产出不够经济;(4)以生产能源为目的微藻养殖规模巨大,大量的废培养液如果处理不当,会造成严重的环境污染。

研究发现,通过微藻类生产生物柴油在技术上来说是可行的,并且它是实现生物柴油完全替代石化柴油的最佳途径,而能否实现其工业化取决于其制造成本。

为了降低成本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获取和改良、生物柴油提炼方法的改进和系统化等几个方面进行深入的研究。

另外,国家也应该在政策方面对微藻生物柴油技术的研究和发展给予有力的支持和倾斜。

2国内外微藻能源的开发利用现状早在20世纪70年代,美国对利用微藻生产生物柴油就产生了浓厚的兴趣,并在80年代初由国家可再生能源实验室(NREL)牵头并联合多个单位进行了可用于生产生物柴油的微藻资源调查与筛选等基础研究。

据报道,美国已运用现代生物技术开发出海洋工程微藻,实验室条件下脂质含量超过60%,户外生产达40%以上,每亩年产1-2.5吨柴油。

2006年11月,美国绿色能源科技公司和亚利桑那公众服务公司在亚利桑那州建立了可与1040兆瓦电厂烟道气相连接的商业化系统,成功地利用烟道气的二氧化碳,大规模光合成培养微藻,并将微藻转化为生物“原油”,其产率可达到每年每英亩提供5000-10000加仑生物柴油和相当量生物乙醇的水平。

2007年,由美国能源部圣地亚国家实验室牵头,美国十几家实验室和上百位科学家组成的联盟宣布了由国家能源局支持的“微型曼哈顿计划”,计划在2010年实现微藻制备生物柴油的工业化。

美国能源局计划在各项技术全面进展的前提下,将微藻产油的成本于2015年降至2-3美元/加仑。

2007年3月,以色列一家公司对外展示了利用海藻吸收二氧化碳,转化太阳能为生物质能的技术,在离电厂烟囱几百米处的跑道池中规模培养海藻,并将其转化为燃料,每5公斤藻可产1升燃料。

在微藻产乙醇方面,美国也已开发出利用微藻替代糖来发酵生产乙醇的专利,目前还没有工业应用。

最近,美国肯塔基能源应用研究中心宣布投资350万美元,用于研究如何利用藻类来清洁火电厂排放的二氧化碳和烟尘。

这是美国在相关领域的第一个实验性商业生产项目,不久以后,将在肯塔基州火电厂建起利于废气通过和吸收的垂直圆柱建筑。

富含藻类的淤泥将置于这些建筑物的内部,将吸收的温室气体和太阳能转化成生物质,为生物燃料提供原料。

2008年,英国政府全额出资的碳基金公司宣布投资2600万英镑用于开发以藻类为原料的新一代生物燃料。

这一投资项目分两个阶段,第一阶段投资600万英镑用于筛选出“油”量高、生长速度快的藻类,第二阶段投资2000万英镑用于大规模实验性养殖经过筛选的藻类。

从1990年到2000年,日本国际贸易和工业部曾资助了一项名为“地球研究更新技术计划”的项目。

该项目利用微藻来生物固定二氧化碳,并着力开发密闭光合生物反应器技术,通过微藻吸收火力发电厂烟气中的二氧化碳来生产生物质能源。

筛选出多株耐受高二氧化碳浓度、生长速度快、能形成高细胞密度的藻种,建立起了光合生物反应器的技术平台以及微藻生物质能源开发的技术方案。

2006年,雪佛龙公司与美国联邦研究人员组成了伙伴关系,共同进行藻类燃料的研究。

荷兰皇家壳牌公司宣布将与位于美国夏威夷的从事海藻生物燃料业务的HR生物石油公司(HR BioPetroleum)合资建立一家名为Cellana的公司,这家公司将通过使用海洋浅塘和日光在10万公顷的地方培育水藻。

包括霍尼韦尔、波音和Raytheon公司在内的世界500强公司都在着手研发藻类燃料。

2007年,美国国防部高级计划研究署(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)发布了一个重要的研究项目,研究如何以非农作物(如藻类)为原料生产出具有成本竞争优势的、可用于美国空军战斗机的航空燃料。

预计在2012年前后有关藻类燃料的主要技术性问题将全部解决。

埃克森美孚公司计划在未来5到6年里投资6亿美元,与美国加州的合成基因公司合作,利用可进行光合作用的海藻,研究和开发与现有汽油和柴油燃料兼容的先进生物质燃料。

这是迄今为止对生物质燃料最大的投资之一。

国际能源公司宣布开发出以绿色微藻为原料生产生物燃料的新技术,这种藻类通过光合作用能积集30%的生物质可用作生物燃料原料。

我国工业化生物柴油目前主要还是以大豆和油菜仔等油料作物,油棕和麻风树等油料木果实以及动物油脂、废餐饮油等作为原料来制备。

清华大学早在20世纪90年中期就开展了利用微藻来生产生物柴油的研究,在小球藻异养发酵方面取得了较大进展,并与北京化工大学合作,实现了以固定化脂肪酶催化异养小球藻油脂合成生物柴油的试验。

随着生物柴油开发的兴起,我国一些科研机构及企业也开始关注产油微藻的研究和开发。

有人利用异养生长(利用外加的葡萄糖生长)的产油小球藻进行了密闭培养、提油和生物柴油加工研究,在技术上证明是可行的。

中国科学院所属相关单位曾经承担过多项国家及省部级微藻育种和生产的研究,培养了一支经验丰富的微藻生物技术研发队伍。

在产油微藻的研究方面,目前已有水生生物所、武汉植物园、过程工程研究所、南海海洋所、青岛海洋所等单位开展了选种、育种、大量培养、收集和提油等研究,并积极开展与我国大型石油化工企业的合作,试图开辟适合我国国情的微藻生物柴油产业化道路。

清华大学生物技术研究所缪晓玲教授等通过异养转化细胞工程技术获得高脂含量的异养小球藻细胞,其脂含量高达细胞干重的55%(质量分数),是自养藻细胞的4倍。

将制备的微藻离心分离获得微藻细胞,经蒸馏水洗和冷冻干燥成为粉状物后,用正己烷萃取细胞中的油脂,分离除去萃取剂后得到皂化值和酸值分别为189.3mgKOH/g和8.97mgKOH/g 的油脂,其相对分子质量为933,相当于菜籽油的相对分子质量。

鉴于获得的油脂酸值较高,研究人员利用酸催化酯交换技术一步得到生物柴油和副产甘油,得到的生物柴油符合ASTM相关标准。

此外,清华大学还应用细胞培养技术(异养发酵技术)控制有机与无机C、N的供给,获得叶绿素消失、细胞变黄的异养小球藻。

异养小球细胞中油脂类化合物大量增加,蛋白质含量下降。

与未经转化的自养藻相比,异养藻细胞的粗脂肪含量提高了4倍以上。

完成1个批次的细胞工程周期为7d左右。

利用独创的淀粉酶解和两步法半无菌培养基技术,以淀粉为原料发酵生产富营养油脂,完成实验室规模的全部工艺,与常规制备技术相比,成本下降5-8倍,油脂质量分数达到99%以上。

山东海洋工程研究院与有关机构合作开展了海藻的能源化利用研究,目前已在实验室取得了初步成果,培育出了富油微藻,最高含油量已达到68%,并在此基础上制取生物柴油。

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