微藻制油技术
微藻制油
微藻制油一、目前的能源现状1. 石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源接近枯竭，而且这些传统能源造成大量的环境污染如2.新能源太阳能、风能、地热能、生物质能等应用极具有局限性不能大规模的应用，不足以满足人们的需要。
3.生物能源不仅具有资源再生、技术可靠的特点，而且还具有对环境无害、经济可行、利国利农的发展优势。
总而言之，未来将是生物能源的天下。
生物能源将会是人类不二的选择，未来生源的前景将不可估量。
二、微藻概述1.海洋单细胞藻类，即微藻，是地球上最早的生物物种，它们中的某些物种已经在地球上生存了35亿年之久。
它们能十分有效地利用太阳能将H2O、CO2和无机盐类转化为有机资源，是地球有机资源的最初级生产力，有了它们才有了大气中的氧气，才有了海洋和陆地的其他生物，也才有了人类。
2．微藻的特点(1)微藻具有叶绿素等光合器官，是非常有效的生物系统，能有效地利用太阳能通过光合作用将H2O、CO2和无机盐转化为有机化合物,因其固定和利用CO2可以减少温室效应。
(2) 微藻一般是以简单的分裂式繁殖，细胞周期较短，易于进行大规模培养，由于微藻通常无复杂的生殖器官，使整体生物量容易采收和利用。
(3)可以用海水、咸水或半咸水培养微藻，因此是淡水短缺、土地贫瘠地区获得有效生物资源的重要途径。
(4) 微藻富含蛋白质、脂肪和碳水化合物，某些种类还富含油料、微量元素和矿物质，是人类未来重要的食品及油料的来源。
(5)微藻，尤其是海洋微藻，因其独特的生存环境使其能合成许多结构和生理功能独特的生物活性物质。
特别是经过一定的诱导手段微藻可以高浓度地合成这些具有商业化生产价值的化合物，是人类未来医药品、保健品和化工原料的重要资源。
3.微藻的种类微藻的国内外研究发展概况,重点探讨了4种主要的可利用微藻螺旋藻、小球藻、杜氏藻和红球藻三微藻制油的优势1.含油量高，易于培养，生长周期短单位面积产量大；2.充分利用太阳能，将水、二氧化碳等无机物质合成有机物质；3.能用海水培养，能耐受沙漠干旱半干旱地等极端环境，不占用耕地；4.能生产出高附加值的副产品，如生物高聚物、蛋白质、色素、动物饲料、酒精、氢气等；5.高效环保；生产出的生物柴油不含硫，燃烧产物不污染环境；排入环境可被微生物降解；6.生物柴油无毒, 有较大的环境价值和社会价值. 是典型的“绿色能源”。
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。
微藻制油市场潜力大
大会暨展览会” 在北京举行。 在此次展览会上 ， 无论是
政 府 官员 还是 风 电行业 业 内人 士 以及 风机企 业 ， 一 无
例外的都传达了这样一个讯息 ： 我国的风电行业正处 “ 国内市场” 转向“ 国际市场”成为我国风电产业接下 ， 于从高歌猛进 回归到理性发展的重要过渡时期 ， 同时 来 面 临的 问题 。 据历 年来 我 国风 电产业 发展 轨迹 来 根
挖 。”
接受《 中国经济周刊》 采访时表示 ， 中国煤炭行业的产
能 目前在３ 亿吨 ３ 亿吨 ，吨煤产生２ 吨二氧化碳 Ｏ １ １ ． ５
排放 ， 吸收 和碳利 用是今 后一 个很 重要 的方 向。记 碳
刘敏胜告诉《 中国经济周刊》能够制油的微藻不 ， 是时常爆发赤潮 、 蓝藻的海藻 ， 而是他们经过筛选和 再造的最适宜的藻种 ，生长快 、 “ 出油率高 、 适应环境 、
术 。”
４ 年后 成 为生 物柴 油主 要原 料
业规模化及装备水平成本下降都将会 直接影响微藻 生物柴油成本下降。”
他说 ， 柴油 目前的价格大约是每吨７ ０ 元 ， ００ 而按
尽管在美 国和欧洲都已经启动 了微 藻生物柴油
计划 ， 但距离产业化仍然有一段路要走。 首先 ， 成本高
开 发 展 望
Ｔ ＣＨＮ ０ Ｄ Ｍ Ａ Ｅ Ｅ ０Ｌ ＧＹ ＡＮ ＲＫ Ｔ
Ｖｏ ．９ ． ， ０ ２ １１ Ｎｏ１ ２ １
微 藻 制 油 市 场 力 大 潜
全球性能源短缺以及二氧化碳排放引起的温 室 料作物一般要几个月。同时 ， 微藻的单位产油量是玉 效应 ， 已经成为人类可持续发展 的重大威胁。如果有 米 的数 百倍 ， 每公 顷可产 １ 万升 一８ 升生 物柴油 。 ． ５ 万
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。
专吃二氧化碳——“微藻制油”未来有多大？
。 ‘ 放 引 起 的 温 室效 应 ，已 经 成 为 人 类 可 持 续发 展 的重 大 威 胁 。如 果 有 一 种
技 术 ，既能 减 少 二 氧 化 碳 ，又 能 增 加 可 再 生 能 源供 给 ，必 然 受 欢 迎 。 这 就 不 难 理 解 。“ 藻 ”为 何会 在全 球 掀起 一 股 热 微
潮 。 因为 ，这 种 藻 类 正 是 通 过 “ ” 二 吃 氧化 碳 来生 产生 物 柴油 和 生物 燃气 。 在 中国 ，生 物 柴 油 产 业 一 直 有 “ 南 方 麻风 树 、北 方 黄 连 木 ” 的 说 法 ，说 的
国 内外争相研发 “ 微藻制油”
“ 藻 制 油 的原 理 其 实 很 简 单 。 微 ”刘 敏 胜 告 诉 记 者 ，就 是 利 用 光 合 作 用 ，将 二 氧 化 碳转 化为 微 藻 自身 的 生 物 质从 而
是 油料 植 物 品种 单 一 。同 时 ， 由 于受 自
然 条件 和 成 本 的 限 制 。世界 上其 他 各 国 对 于生 物 柴 油 的 产 业 化 也仅 限 于起 步 阶
段 。选 取 合 适 的 、低 成 本 植 物 油 脂 资 源
来 发 展 生 物 柴 油 产 业 正 成为 各 国 的研 究 热 点 。微 藻 ，由 于 生长 繁殖 速度 快 、含
年 ，在 国外 。 ”刘 敏胜 说 ，后来 ，由于 当 时石 油 价 格没 涨 上 来 ，减 少 碳 排 放 也没 有提 上 议 程 ，对 微 藻制 油 的 研 究 中 断 了
一
据刘 敏 胜 介绍 ，新奥 集 团的微 藻 制
油 项 目将 以煤 电厂 和 化工 厂 等 二 氧化 碳 排 放 大 户 为基 地 。对 二氧 化 碳 进行 就 地 吸 收 和 资源 化 利 用 ，生产 生 物 能源 。 目 前 ，新 奥 集 团已 经 在 光生 物 反 应 器 、生 物 柴 油 制备 等 藻 类 生物 质 能 源 技术 领 域
藻类制油：从课题到突破
，口
ｎ ｕ ｔ ｉｓ ｄ ｓ ｒｅ
藻 类制 油 ：从 课题 到突破
专 家 指 出 ，中 国 盐 碱地 面积 达 １５ 亩 。 如 果 用 ．亿
藻 类 制 油 比玉 米 大 豆更 有 潜 力
可替代能源 ，减少对化石燃料的依赖。 目前 ，生物柴
１％的 盐碱 地 培 养微 藻 ，在 技 术成 熟 的 条件 下 ，生 产 ４
吨。这并非遥不可及。在科研人员的积极探 索下 ，国 藻 转 化 为生 物柴 油 的过 程 中 ，微 藻 是基 础 ，光 反应 器 内在海洋微藻制取生物柴油方面已取得可喜成果 ，更 是 转 化 关键 ，要 自始 至终 加 强 战略 研究 。中 国科 学 院
宏 大 的项 目正 在 酝酿 之 中。 与 中国 石化 合 作开 发 微藻 生 物 柴油 技术 ，近 期要 完成
联 合调 研后 ，决定 共 同开展 微 藻生 物 柴油 技术 项 目合 跟踪，作好长远规划。
作。
中 国在 能源 微 藻基 础研 究 方 面拥 有很 强 的研 发 力
经济性方面 。目光要放长远 ，坚持长期作战。随着技
６４ 中国经济信 息 ９ ２ ０ Ｉ ／０ ９
பைடு நூலகம்
ｉ ｊ
Ｐｒ ａ ｅ 。ｆｔ ｎｄｕｓ ｒｅ ｅｆ ｃ ｈｅ Ｉ ｔｉ ｓ
术进 步 及环境 要 求提 高 ，微 藻 生物 柴油 技术 会 体现 出 开发 出了利用微藻将二氧化碳转换成燃料 乙醇的新技
术 ，虽 解 决 了碳排 放 问题 ，却 会产 生 “ 与粮 争地 ”的 面积 年 产 量是 粮 食 的几 十倍 乃 至上 百 倍 。而 且微 藻脂 后果， “ 生物 柴 油加 剧 粮食 危 机 ” 的提 醒 日益 弓起 关 类含量在２ ％至７ ％，是 陆地植物远远达不到的，不 ｌ ０ ０ 注 。 因此 。新 的 生物 柴 油来 源 成 为全球 的热 门课 题 ， 国 内科 技界 也 在抓 紧研 发 。
中石化中科院联合开发微藻制油技术
提 高水 压 ， 大循 环量 降低气 体温度 ， 加 确保 ４套 合成
富氧气化助太化合成氨煤耗大降 高吸水树脂是一种新型的功能高分子材料。该 技术产 品 的特 点是 吸水 和保 水 能力 强 ， 以吸 收 自 可 太化 股份公 司合成 氨分 公 司生产 采用变 压吸 附 身重量几 百至上 千倍 的水 ， 吸 收 的水 在加 压 的情 制纯氧、 被 富氧制合成原料气等技术 ， 吨合成氨煤耗大 况下也不 会释放 ， 是 可 以通 过土 壤 或植 物 的根 系 幅降低 ， ２ １ ６月份 吨氨煤耗 降至 １７６ｋ 但 继 ００年 ７ ｇ以 进行 传输 或吸 收。 由于 具备 以上优 越 的 特点 ， 类 来 ， 份吨氨煤 耗 又 降至 １６５７ｋ ， 近 年来 吨 该 ７月 ６ ． ｇ创 材料 不仅可 广泛应 用 到人 们 日常生 活 的 方方 面 面 ， 氨煤耗 最低 。 在农林 保水剂 方 面 ， 吸水性树 脂还 可起 到保 水抗旱 、 太化股份合成氨分公司精心整修造气炉设备缺 育种保苗、 沙漠治理等作用 ； 在医疗医药生理卫生方 陷和稳定 富氧气 化 工 艺 ， 稳定 合 成 氨生 产 运行 。造
紧密合作 ， 为学术界与工业界的合作提供 了很好 的 示范。 内蒙古大学成功研发出高吸水树脂技术
内蒙古大 学化工学 院成 功研发 出高吸水 树脂技
术， 该技术 应用领 域广 阔 ， 其技术 产 品吸水量是 市场 销 售产 品的 ２— ４倍 。
自主创新能力 ， 提升科技对经济发展的贡献率。
知识 产权与技 术储备 支持 。中科 院与 中石化 在微 藻
和有关科 研单位 对制 约两个 产业化 项 目的关 键技术 和工艺难点进行攻关。他们开发出了太 阳能级单晶 硅及 晶片产业 化项 目中适 应高原 气候特 点 的特殊 方 法生产 １ 寸太 阳 能级 单 晶硅 棒 的石 墨 加热 系 统 ８英 及 生 产 工 艺 技 术 ， 耗 降 低 ５ ６ ， 节 约 用 电 能 ．％ 年
微藻产油综述
批判着看微藻类生物柴油摘要微藻类油的定量生产往往被高估。
生产1 kg的藻类柴油所投入的盐分近似于1 kg矿物柴油的实际价格。
电能生产微藻生物柴油的费用总额是消耗相同数量电能产生的收入的数倍。
微藻培养作为食物的生物价值比作为燃料要高的多。
普遍认同的观点是资金应该投资于微藻生物质生产，用来生产食品添加剂，饲料和药品。
其目的是为了防止在微藻类生物柴油上做太过草率的决定和投资。
关键词：生物柴油/微藻1.简介生产微藻油是一个古老的想法，这些想法几乎每十年反复出现，到现在已经持续了50年了。
从本世纪一开始，微藻一直被认为可能是柴油燃料良好的可再生来源。
藻脂肪酸转化为甲酯或者乙酯可以用作生物柴油。
全世界各地都在使用这个方法，同时这种方法常常被一厢情愿的证据支撑着。
现如今人们甚至可以在网络上找到许多电子书或者其它的来源卖“在家”或者“在车库”里生产海藻类生物柴油的方法。
事实上，几乎用任何有机体作为来源来生产生物柴油都没有很多技术障碍。
作为一个跨学科的事业，藻类柴油的方法需要能光合自养的生物技术和化学工业方面的理论知识以及实际生活经验。
大部分情况下，实际的生活经验主要基于实验室的观察和小型的户外设备。
乐观的结果往往来自于更大体积或者表面积层面上的推断。
Chisti的图表上显示微藻生物量应该相当便宜，为了使微藻生物柴油的生产经济合理，原油应该更加昂贵。
针对微藻生物量主要成本减少的研究和开发值得融资，但是微藻生物柴油的生产现如今完全是毫无理由的冒险。
特别要说的是，这对中小企业来说简直就是灾难。
这和Schneider的观点不谋而合，同时和Carlsson发表的结果相吻合。
关于藻类生物柴油，他们俩都参考了Gerald Cysewski的言论：“如果不是微藻类，我根本看不到这种情况。
”在一个讲座中，Venter提到转基因藻类对于生物燃料的生产有着很好的前景。
然而，初步选定的高产且单一栽培的品种不能轻易种植在室外的池塘或者咸水湖。
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微藻制油
在全球变暖、能源危机的大背景下，世界各国都在积极寻找新的可替代能源。
提起全球变暖，大多数的企业为如何减少二氧化碳排放，为封存二氧化碳而投入了大量研发资金和人力；提起生物柴油的原料，人们会想到玉米和大豆，从它们“体内”提炼出的乙醇和生物柴油，能有效降低碳排放，减少环境污染。
但与此同时，由于这两种作物的培育周期较长、占地面积较大，会产生“与粮争地”问题，从而导致“解决了能源危机，却出现粮食危机”的尴尬结果；
通过科学家的不断研究，一种新的技术进入了人们的视野：培养微藻吸收二氧化碳，并进行光合作用，最终形成生物柴油、类胡萝卜素等衍生品，将二氧化碳变废为宝，这就是“微藻制油”技术。
光合作用
光合作用（Photosynthesis）是绿色植物和藻类利用叶绿素等光合色素和某些细菌（如带紫膜的嗜盐古菌）利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气）的生化过程。
植物之所以被称为食物链的生产者，是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。
通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量，效率为10%~20%左右。
对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是它们赖以生存的关键。
而地球上的碳氧循环，光合作用是必不可少的。
微藻
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，微藻个体较小，除个别种类之外，一般只有十几个微米大小。
它是低等植物中种类繁多、分布及其广泛的一个类群。
无论是在海洋、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。
微藻很像一个太阳光光能驱动的细胞工厂，可以旺盛地消耗高浓度的CO2和NO2，源源不断地将CO2转化为潜在的生物燃料、食物、饲料以及高价值的生物活性物质。
微藻制油
微藻制油的原理其实就是利用光合作用，将二氧化碳转化为微藻自身的生物质从而固定了碳元素，再通过诱导反应使微藻自身的碳物质转化为油脂，然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外，进行提炼加工从而生产出生物柴油。
据专家介绍，微藻的产油效率相当高，在一年的生长期内，一公顷玉米能产172升生物质燃油，一公顷大豆能产446升，一公顷油菜籽能产1190升，一公顷棕榈树能产5950升，而一公顷的微藻能产生物质燃油95000升。
微藻的个体小，木素含量很低，易被粉碎和干燥，用微藻来生产液体燃料所需的处理和加工条件相对较低，生产成本低。
而且微藻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。
微藻在生长过程中还可利用废弃二氧化碳，从而与二氧化碳的处理和减排相结合，国外已经有利用发电厂排放的废弃二氧化碳生产微藻的尝试，占地1平方公里的养藻场一年可以处理5万吨二氧化碳。
意义、前景
近年来，国际市场石油价格不断高企，中国从1993年起已经成为一个石油进口国。
进口原油不但用去大量外汇，而且主要从局势不稳定的中东地区进口，一旦有突发事件发生，就会造成石油供应减少或中断，将严重威胁国家安全和国民经济的发展。
利用藻类生物质生产液体燃料，对缓解人类面临的粮食、能源、环境三大危机，有着巨大的潜力，对于减少对石油的依赖、保证国家能源安全具有深远意义。
庆华集团注重经济、社会、环境三大效益的和谐统一，积极践行国家倡导的低碳经济，不断促进自治区的经济发展，社会的稳定，全力打造新型的现代煤化工企业。
新疆庆华集团依托煤制气项目，利用生产尾气中的CO2进行微藻的集中化、规模化养殖，联合国内重点的研究所对“微藻制油”技术进行研究，建设“微藻制油”养殖试验基地，力争在3-5年内突破“微藻制油”技术难题，让“微藻制油”走出实验室，实现产业化。