微藻能源产业化关键技术的研究进展

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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

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。

微藻生物能源研究现状

微藻生物能源研究现状

微藻的采收
三、微藻的大规模培养方式
• 目前微藻的大规模培养主要有3种方式:传统的敞开式跑道
式培养,封闭式的光生物反应器培养和封闭式的发酵罐生 产。
传统的敞开式跑道式培养
传统的敞开式跑道式培养具有设施简易、投 资低、成本小等特点,但产量低、培养面积大、 生长因子难控制、CO2补加困难、收获成本高、 易被其他生物污染和产品质量低等缺点限制了这 种开放式的培养方式。
封闭式的光生物反应器培养
封闭式的光生物反应器培 养可以使藻细胞的密度提高了6 -12倍,总体积相对减少,分离 成本大大降低,各种生长因子 及工艺可以采用自动化、集约 化管理,提高了生产效率和产 品质量,避免受其他生物和非 生物物质的污染 。 但是该种方法也有其不足的 地方,国内外研究生产了各种 各样的生物反应器,大部分都 存在造价高这一特点。
• 我国微藻产业尚处于起步阶段, 还存在成本过高、难以规
模放大等若干瓶颈问题,尚有许多关键技术有待突破,相 关工程技术需要集成。随着对藻种选育研究和微藻的工程 改造继续深入,培养条件、培养方式等的不断改进,提取、 分离和转化等过程工艺的不断完善,微藻产品将具有更低 的生产成本,从而获得更大的市场竞争力。
Thank you !
Schematic of column photobioreactor.
封闭式的发酵罐培养
封闭式的发酵罐培 养可以大量培养隐甲 藻等异养藻,可以节 省一部分开支, 但是 对于其他的自养藻却 很不利。而且发酵罐 培养需要较高的操作 技术,培养基的添加 等也限制着该方法的 应用。
四、最新成果
美 国 荷 兰 以 色 列 中 国
以微藻为原料制备生物柴油的研究 进展与发展趋势
04/03/2014

高效利用微藻资源生产生物燃料技术研究

高效利用微藻资源生产生物燃料技术研究

高效利用微藻资源生产生物燃料技术研究1. 绪论微藻是一类微小的单细胞藻类生物,生长在水体中,通过光合作用进行光合碳固定和氧气释放。

近年来,随着对可再生能源的需求不断增长,微藻资源作为生物燃料的潜在来源受到了广泛关注。

高效利用微藻资源生产生物燃料技术研究已经成为当今能源领域的热点之一。

2. 微藻资源的潜力微藻具有生长周期短、生长速度快、含油量高等优点,适合用于生物燃料的生产。

与传统的能源作物相比,微藻的种植占地少、生长周期短,能够大幅提高能源生产的效率。

此外,微藻资源还可以有效地利用二氧化碳和污水等废弃物进行生长,具有良好的环境友好性。

3. 微藻生物燃料的生产路径微藻生物燃料的生产主要包括微藻培养、收获、油脂提取和转化为生物燃料等多个步骤。

在微藻培养阶段,需要控制好光照、温度、营养盐等生长条件,以促进微藻的生长和油脂积累。

之后,通过物理或化学方法将微藻收获,并提取其中的油脂,最终通过催化转化等技术将油脂转化为生物燃料,如生物柴油等。

4. 高效利用微藻资源的关键技术为了提高微藻生物燃料的产量和质量,需要研究和发展一系列关键技术。

其中,微藻菌种的筛选和改良、培养条件的优化、收获和提取油脂的技术以及燃料转化技术等都是影响微藻生物燃料生产效率的重要因素。

通过不断创新和完善这些关键技术,可以实现微藻资源的高效利用,提高生物燃料的生产效率和经济性。

5. 微藻生物燃料在能源领域的应用前景微藻生物燃料作为一种可再生清洁能源,具有广阔的应用前景。

在汽车燃料领域,生物柴油等微藻生物燃料可以作为传统石油燃料的替代品,减少对化石燃料的依赖,减少温室气体的排放。

此外,微藻生物燃料还可以应用于航空燃料、船舶动力等领域,为我国能源结构的转型升级提供重要支撑。

6. 结语随着能源问题和环境问题日益凸显,高效利用微藻资源生产生物燃料技术的研究具有重要的理论和实践意义。

未来,随着技术的不断创新和完善,微藻生物燃料将成为我国能源领域的重要组成部分,为推动可持续发展和建设资源节约型社会做出重要贡献。

国内微藻研究现状

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。

利用微藻生产生物质能源的研究

利用微藻生产生物质能源的研究

利用微藻生产生物质能源的研究随着全球能源需求的不断增长和化石能源日益枯竭,寻找替代能源已成为当今世界的热点问题。

生物质能源因其可再生、清洁、低碳的特点备受关注,而利用微藻生产生物质能源的研究成为当前研究的热点之一。

1. 微藻生产生物质能源的意义微藻具有光合作用效率高、生长周期短、生长速度快等优势,是生产生物质能源的理想生物资源之一。

利用微藻生产生物质能源可以有效减少对化石能源的依赖,降低温室气体排放,为人类社会可持续发展提供重要支撑。

2. 微藻生产生物质能源的技术路线微藻生产生物质能源的技术路线主要包括微藻培养、油脂提取和生物质能源生产三个环节。

在微藻培养方面,优化光照、温度、营养盐等环境条件对提高微藻生长速度和油脂含量至关重要;油脂提取则是将微藻中的油脂分离并提炼成生物燃料;生物质能源生产则通过将微藻油脂转化为生物柴油、生物乙醇等燃料形式。

3. 微藻生产生物质能源的挑战与机遇尽管微藻生产生物质能源前景广阔,但仍然面临着一些挑战。

例如,微藻培养过程中存在的污染、光照和温度变化对微藻生长的影响等问题亟待解决。

然而,随着科技的不断进步,为微藻生产生物质能源提供了更多的技术手段和方法,未来发展的机遇依然充满希望。

4. 微藻生产生物质能源的发展趋势随着环保意识不断增强,对可再生能源的需求也在逐渐增加,微藻生产生物质能源的发展前景可谓一片光明。

未来,随着技术的日益成熟和生产成本的降低,微藻生产生物质能源有望成为主流能源之一,为人类社会的可持续发展贡献力量。

5. 结语利用微藻生产生物质能源是一个具有巨大发展潜力的研究领域,需要科研人员们共同努力,不断探索创新,以推动微藻生产生物质能源技术的发展。

相信在不久的将来,微藻生产的生物质能源将会成为能源领域的新宠,为人类社会的绿色发展贡献更多力量。

微藻生产技术及其在能源领域中的应用研究

微藻生产技术及其在能源领域中的应用研究

微藻生产技术及其在能源领域中的应用研究随着能源危机的愈演愈烈以及环境污染问题的凸显,人们对于可再生能源的需求日益迫切。

微藻作为一种非常重要的单细胞生物,其生长速度快,繁殖能力强,同时具有高效的光合作用等特点,被视为是一种重要的生物能源资源。

在微藻生产技术应用方面,国内外多项研究表明,微藻可以被用作生产生物质燃料、生物柴油、生物氢等方面,能带来很大的经济效益和环境效益。

一、微藻生产技术研究现状1. 光合材料的优化微藻的光合作用是其生长和繁殖的最重要途径,而光合材料的优化对于提高微藻的生产效率非常重要。

传统的光合材料中主要以玻璃制品为主,但是其对光线的反射和折射导致能量分散,不利于微藻生长。

目前,研究者们尝试使用一些新型材料,如透明塑料、聚碳酸酯、丙烯酸等材料作为光合材料,提高微藻光合作用的效率。

2. 化学合成方法的改进微藻生产技术中有很多化学合成的步骤,如微藻的筛选、培养、收获等步骤,而化学合成方法的改进,可以使生产效率更高。

目前,研究者们尝试使用新型的生物材料,以提高微藻的繁殖速率、更好地抗菌、抗氧化以及耐低温等特性。

二、微藻在能源领域中的应用研究1. 微藻在生物柴油生产中的应用微藻中的油脂含量较高,经过一系列处理后,可以转化为生物柴油。

生物柴油相对于普通柴油来说,不仅来源稳定,而且环保、经济、安全等方面都具有显著优势。

因此,微藻生产生物柴油在未来的能源结构中也将扮演重要角色。

2. 微藻在生物质能源生产中的应用微藻作为一种生产生物质能源的重要生物资源,其含有大量蛋白质、纤维素等生物质,可以被化学或者生物方法加工成生物燃料,并在电力、热能等领域进行应用。

此外,微藻也可以被用作气体生产,例如生物氢、直接渗透甲醇燃料电池等,同时可以降低生产成本、提高总体能量利用效率。

三、微藻生产技术及其在能源领域中的应用的挑战与发展1. 技术的不成熟目前,微藻生产技术的应用还面临许多挑战,例如微藻的培养、收获、制备等过程中还存在很多技术难点,当前的微藻生产技术还需要不断地进行完善和优化。

微藻能源技术开发和产业化的发展思路与策略

微藻能源技术开发和产业化的发展思路与策略

微藻能源技术开发和产业化的发展思路与策略一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护压力的日益加大,微藻能源作为一种绿色、可再生的生物能源,正受到全球范围内的广泛关注。

微藻能源技术开发与产业化发展思路与策略的研究,对于推动微藻能源技术的实际应用和产业化进程具有重要意义。

本文旨在全面概述微藻能源技术的基本原理、研究现状、发展趋势以及面临的挑战,探讨其产业化发展的思路与策略,以期为我国微藻能源技术的进一步研究和产业化发展提供有益参考。

本文将首先介绍微藻能源技术的基本原理和优势,包括微藻的生长特性、光合作用机制以及微藻生物质转化为能源的过程。

接着,分析当前微藻能源技术的研究现状,包括国内外在微藻培养、生物质转化、能源提取等方面的研究成果和进展。

在此基础上,探讨微藻能源技术的发展趋势,包括提高微藻生长效率、优化生物质转化工艺、降低生产成本等方面的发展方向。

随后,本文将重点分析微藻能源产业化发展所面临的挑战,包括微藻培养过程中的环境问题、生物质转化技术的瓶颈、市场竞争压力等。

针对这些挑战,提出相应的思路与策略,包括加强技术研发与创新、优化产业链结构、提高产品质量与竞争力等。

结合我国微藻能源技术的实际情况和发展需求,提出具体的产业化发展建议,为我国微藻能源技术的进一步发展和产业化进程提供有益的参考。

二、微藻能源技术的优势与挑战微藻能源技术以其独特的优势,正逐渐成为可再生能源领域的新星。

微藻具有极高的生物质生产效率,能在短时间内积累大量生物质,这使得微藻成为生物燃料生产的理想原料。

微藻生长过程中能吸收大量的二氧化碳,具有显著的碳减排效果,对于缓解全球气候变化具有重要意义。

微藻能在各种极端环境下生存,如高盐度、高温等,这使得微藻能源技术在地域选择上具有更大的灵活性。

微藻的油脂含量较高,且油脂品质优良,适合用于生产生物柴油等能源产品。

尽管微藻能源技术具有诸多优势,但在其产业化的过程中仍面临一些挑战。

微藻的培养和收获技术尚不成熟,这影响了微藻生物质的大规模生产。

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

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%。

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值产品的潜力 能源微藻细胞中油脂含量高 , 通常在 20% ~ 50% ,有些甚至可以达到 80% ,具有转化为高品质 燃油的潜力 。微藻油脂的组成与一般植物油料相 似 ,通过酯化反应 ( transesterification reaction,又称为 酯交换反应 ) ,可以转化为高品质的生物柴油 (脂肪 酸甲酯 ) ,甚至可以用作航空燃料 [ 2 ] 。此外 ,微藻还 可以转化为沼气 、生物油 ( bio2oil) 、燃料乙醇以及其 他燃料 [ 7 ] 。 微藻富含色素 、蛋白 、多糖以及不饱和脂肪酸等 生物活性物质 ,可直接或经加工后用于化工 、食品 、 医药和饲料工业等 。例如 : 螺旋藻 ( S piru lina )就是 大家所熟知的一种微藻类保健食品 [ 5 ] ;从微藻中提 取的 DHA (二十二碳六烯酸 ) ,已经广泛用作婴幼儿 食品的营养强化剂 [ 16 ] ;而培养富含虾青素及油脂的 雨生红球藻 ( Haem a tococcus pluvia lis)可以实现生物 柴油和虾青素的联产 ,非常具有商业应用前景 [ 17 ] 。
2 微藻能源产业化的关键技术
211 微藻原料的获取 微藻能源产业化的最大瓶颈为微藻原料的获
得 [ 1 ] 。研究能源微藻藻种的选育 ,大规模 、低成本 、 高效率的培养系统及培养技术 ,微藻生物质的高效 低成本采收技术 ,是解决微藻原料问题的关键 。 21111 藻种
藻种的筛选是微藻能源技术的研究基础 ,只有 确定了藻种 ,才能更有针对性地开发微藻培养 、收 获 、加工利用技术与装备 。理想的能源微藻藻种需 要满足很多标准 ,包括 :油脂含量 、生产能力和可收 获性能 。其他的特性包括对污染物和外源生物的抵 抗能力 ,对高浓度 CO2或 O2的耐受能力 ,在温度或 光照波动条件下仍然可以保持较高的生长速度 ,适 应当地水中的 化学 成分 等 [ 2, 7 ] 。如同 传统 农业 一 样 ,能源微藻的育种工作将是长期而又艰巨的任务 。
1 微藻能源的优势
微藻具有光合作用效率高 、含油量高 、生长周期 短 、油脂面积产率高等特点 ,被认为是最有潜力替代 石油的生物质资源 [ 3 ] 。微藻中油脂含量高 ,甚至能 超过其自身干重的 80% [ 4~5 ] ,是生产生物柴油的理 想原料之一 。微藻的营养需求非常简单 ,不需要特 别的养分 , 微藻中元素的构成可以简单的表示成 CO0148 H1183 N0111 P0101 [ 6 ] 。此 外 , 微 藻 环 境 适 应 能 力 强 ,可以在各种气候及水体中生长 ,并且能够转化为 多种产品 ,如 :生物柴油 、燃油替代品 、生物燃气 、高 蛋白食品或饲料等 [ 7 ] 。
2 0 1 0年 9月
农业机械学报
DO I: 10. 3969 / j. issn. 100021298. 2010. Supp. 035
第 41 卷 增 刊
微藻能源产业化关键技术的研究进展
李道义 1 李树君 2 刘天舒 2 赵凤敏 2 杨军太 2 李 栋 1
(1. 中国农业大学工学院 , 北京 100083; 2. 中国农业机械化科学研究院 , 北京 100083)
利用现代分子遗传技术对藻株进行遗传改造 , 可以有针对性地对藻株的特定性状进行改进 ,从而 缩短育种周期 ,降低风险 。例如 : 1996 年 ,美国可再 生能 源 实 验 室 成 功 地 将 来 自 小 环 藻 ( Cyclotella cryptica)的乙酰辅酶 A 羧化酶基因 acc I转入小环 藻 ,获得一株工程小环藻 ,在实验室条件下可使该藻 的脂肪含量达到 60% ,户外生产也可达到 40% [ 2 ] 。
关键词 : 微藻 生物能源 产业化 技术 进展 中图分类号 : TK6 文献标识码 : A 文章编号 : 100021298 (2010) S020160207
Technology of M icroa lgae B ioenergy Industr ia liza tion
L i Daoyi1 L i Shujun2 L iu Tianshu2 Zhao Fengm in2 Yang Juntai2 L i Dong1
【摘要 】 微藻能源产业的发展 ,有望同时缓解我国所面临的能源紧缺 、环境保护和 CO2减排等方面的压力 ,对 实现社会可持续发展具有重大意义 。介绍了微藻能源的优势 ,综述了能源微藻藻种的筛选 、微藻规模化培养与收 获 、微藻能源的转化利用以及微藻生物炼制等微藻能源产业化关键技术的研究进展 ,探索了适合我国当前形势的 微藻能源产业化模式 。
有些微藻种类能在废水中培养 ,并可以降低废 水中总氮和总磷的浓度 [ 13~14 ] 。例如 :用城市生活污
水培养小球藻 ,可以替代传统培养基 ,无需向培养基 中添加任何氮 、磷等元素 ,并且培养 6 d后 ,城市生 活污水中的氨氮去除率可达 92% ,而总磷去除率可 达 94%以上 [ 15 ] 。用污水培养微藻 ,在处理污水的 同时 ,可以获取“新 ”资源和“新 ”能源 ,为缓解当前 资源匮乏 、能源紧缺的形势提供了可能的解决途 径 [ 14 ] 。 113 微藻具有转 化为高品 质燃 油以 及其 他高附加
收稿日期 : 2010207201 修回日期 : 2010207216 作者简介 : 李道义 ,博士生 ,主要从事生物质能工程技术研究 , E2mail: daoyili@126. com 通讯作者 : 李树君 ,研究员 ,博士生导师 ,主要从事农业机械化工程技术研究 , E2mail: lisj@ caam s. org. cn
能对粮食生产用地造成冲击 ,增加粮食危机的风险 , 并且肥料 、农药等的使用 ,会造成环境污染和土壤退 化 ,并对生物的多样性具有潜在的威胁 [ 9 ] 。作为水 生生物 ,微藻生产过程不需占用肥沃的土地 ,不会对 陆地的生物多样性和生态系统造成不利影响 [ 10 ] 。
CO2已被公认为是一种最主要的温室气体 。微 藻通过光合作用可以固定 CO2 ,每培养 1 t微藻约可 固定 1183 t CO2 [ 11 ] 。微藻每年固定的 CO2大约占全 球净光合产量的 40% ,在能量转化和碳元素循环中 起到举足轻重的作用 [ 12 ] 。此外 ,微藻可以有效吸收 工厂废气 (如 :电厂废气 、发酵工厂废气 )中的 CO2 , 可以有效地将微藻生产 、废气处理和 CO2减排相耦 合 [ 11 ] 。
增刊 李道义 等 : 微藻能源产业化关键技术的研究进展
161
111 微藻的生产效率高 不同于其他油料作物 ,微藻的生长速度非常快 ,
且很多还富含油脂 。微藻细胞的倍增时间通常为 24 h,在对数生长期的倍增时间甚至仅为 315 h[ 3 ] 。 从海洋和湖泊中分离到真核的硅藻 、绿藻和褐藻等 藻种 ,经过驯化 ,其中一些微藻品种的光合生产率已 经达到 50 g / (m2·d) [ 2 ] 。与其他油料作物相比较 , 微藻 作 为 生 物 柴 油 原 料 具 有 独 特 的 优 越 性 (表 1) [ 3 ] 。生物柴油和燃料乙醇是目前唯一作为汽 油添加剂进入市场 ,可替代石油燃料的大宗生物质 能源 。但是 ,世界 7 种主要农作物的秸秆和谷壳即 使全部转化为燃料乙醇 ,也仅能替代现在全球汽油 总消耗的 32% [ 8 ] 。微藻仅需占用少量土地 ,就可能 满足未来运输燃料的需求 。
Key words M icroalgae, B ioenergy, Industrialization, Technology, Progress
引言
微藻的生产过程可以实现能源生产 、废水 净 化和 CO2减排的高度耦合 ,生产效率高且不与农作 物争地争水 ,不仅能改善环境 ,还可获得“环境增 值能源 ”以及其他高附加值产品 ,对实现社会可持 续发展具有重大意义 [ 1~2 ] 。因此 ,微藻被认为是唯 一有潜力完全取代石油用于生产运输用燃料的生 物质资源 [ 3 ] ,受到各国政府 、企业及研究机构的广 泛关注 。本文将对微藻能源产业化关键技术进行 综述 ,并探索适合我国当前形势的微藻能源的产 业化模式 。
表 1 生产生物柴油的生物质资源比较 Tab. 1 Com par ison of som e b ioresources of b iod iesel
资源
玉米 大豆 油菜 麻风树 椰子 油棕榈
油产量 /L·hm - 2
174 446 1 190 1 892 2 689 5 950
所需土地面积 a 占美国现有耕地
/M hm2
面积的比例 / %
1 540
846
594
326
223
122
140
77
99
54
45
24
微藻 b1ຫໍສະໝຸດ 6 9002111
微藻 c
58 700
415
215
注 : a满足美国交通燃油需求量的 50% ; b油含量达到细胞干重 的 70% ; c油含量达到细胞干重的 30%。
112 微藻生产过程的环境保护优势 利用现有土地种植能源作物生产生物燃料 ,可
A b stra c t
The development of m icroalgae bioenergy industry could realize the com bination of bioenergy p roduction, environmental p rotection and CO2 em ission reduction, which had important potential for achieving the sustainable development of human society. The advantages of m icroalgae bioenergy and the key technologies of m icroalgae bioenergy industrialization ( including the screening of m icroalgae strain, large2scale cultivation and harvest, conversion and utilization of m icroalgae energy, and bio2refining of m icroalgae biomass) were introduced, and the app rop riate model of m icroalgae bioenergy industry based on the current situation was exp lored.
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