微藻生物能源

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微藻生物柴油的现状与进展

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

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。

第五章 微藻生物能源

第五章 微藻生物能源
2010年 1-5月
论文数量
日韩168 中国大陆 213
南美洲 146
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
2001-2010年微藻能源学术论文统计
欧洲 1000 2001-2010年微藻能源的学术论文统计(按国家) 美国 406
2007-2009年NATURE、SCIENCE上发表5篇微藻能源的评论
2001-2010年微藻能源学术论文统计
现状:大多在实验室研究、少数开始进行初步的中试研究 (无实验数据报道),尚无规模化的微藻能源制备系统方面的报道
埃克森美孚启动微藻生物燃料
国内主要的研究单位
课题组
清华大学吴庆余课题组 国家海洋局第一研究所郑力课题组
研究领域
异养培养产油小球藻、油脂提取和生物柴油加 工研究。 从事能源微藻藻种筛选等。
为什么是微藻? 光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制 造的有机物中所含有的能量与光合作用所吸收的 光能的比值。
植物:1%
光 合 作 用 效 率 高
藻:3.5%
微藻通过光合作用固定CO2的效率比陆生植物更高 • 1、反应物浓度更高 近3000倍
1L空气中含有约5.9×10-4 g CO2 1L水中含有约1.7gCO2
(
)
硅藻门
褐藻门 裸藻门 绿藻门 轮藻门 小球藻等
什么是微藻?
微藻(Microalgae)是一类在陆地、海洋分布广泛,营养 丰富且光合利用度高的微型自养植物。地球上微藻种类繁多 ,但目前被人类发现并利用的种类不多,特别是海洋微藻, 目前开发的更是微乎其微。
绿 藻
红 藻
硅 藻
物种
已发现数量

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。

微藻的能源代谢分析与应用研究

微藻的能源代谢分析与应用研究

微藻的能源代谢分析与应用研究在当今的能源危机中,寻找可持续替代能源的研究变得越来越重要。

微藻作为一种优良的生物能源材料,具有发展前景。

而微藻的能源代谢分析及其应用研究,不仅能为解决能源难题提供新的思路,同时也有重要的实践意义。

一、微藻的代谢特征微藻是一类单细胞藻类,其特点是体积小,生长快,适应范围广,并且具有很多有利的生理特性。

微藻的代谢可以分为两种,即有氧代谢和厌氧代谢。

有氧代谢通常是指微藻在存在足够氧气时的代谢过程,其主要通过光合作用产生的ATP为微藻提供能量,同时产生许多重要的有机物,如蛋白质、脂质等等。

同时,有氧代谢也可以通过在细胞内对糖、蛋白质和脂质进行代谢,从而满足微藻生物体所需的能量和其他生命活动的需要。

相对于有氧代谢,厌氧代谢过程需要采用不同的代谢路径进行代谢,其主要方式是在缺氧的环境下进行ATP代谢。

此过程中,微藻主要利用其细胞质内储存产物,如淀粉、葡萄糖等等,进行能量合成和供应。

同时,厌氧代谢还可能针对一些特定的环境进行代谢途径的调整,以满足微藻的能源需求。

二、微藻的能源利用随着社会的发展和人类对能源的需求日益增长,人与能源利用之间的关系也变得越来越紧密。

而微藻又是一个理想的廉价替代能源资源,其多样的代谢路径提供了多种适合不同需求的生物能源。

在生物质能中,微藻主要通过生长发酵和热解两种方法进行能源利用。

其中,生长发酵主要利用微藻放置在适宜的培养液中,通过分解微藻细胞内的淀粉和蛋白质等有机物,产生糖分等发酵产物。

而在热解能源中,微藻被利用作为可替代的燃料,主要通过热解和气化进行。

此外,微藻还可以通过生物燃料方面的应用进行广泛利用。

利用微藻作为生物燃料材料,最常见的方法为将其进行油脂提取后,转化为柴油、生物酮或直接作为燃料。

近年来,微藻生物燃料的研究和应用得到了范围的拓展,利用微藻能够更为经济、环保地生产燃料。

三、微藻的应用价值在生物能源领域,微藻不仅在生产上具有极大的潜力,其在生态、医药、环境、食品等多个领域也有着广泛的应用前景。

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。

微藻生物质能的生产及利用

微藻生物质能的生产及利用

微藻生物质能的生产及利用微藻生物质能:新能源的未来随着能源消耗的不断加剧,化石能源愈发显露出其有限和不环保的弊端。

近年来,人们对新能源的研究逐渐受到了持续的关注。

而微藻生物质能,由于其丰富的品种、高效的生物固碳、种植周期短等特点,已经成为研究的热点。

一、微藻生物质能的基本特点微藻生物质能,是指微小单细胞生物体——微藻的生物质,能够被用作生产氢、甲烷、乙醇、生物柴油等生物燃料的原材料。

微藻是在海洋、淡水,甚至是陆地上都可见的微小单细胞生物体。

其生长迅速,在适宜的生长环境下,微藻的繁殖率可以达到每天两倍以上,且一般一周左右即可收获。

此外,微藻对光照的利用率也比较高,具有较高的光合效率,能够很快地进行光合作用,将太阳能转化为发电、制氢、制油等燃料。

二、微藻生物质能的生产方法水培法是微藻生物质能的主流生产方法之一,将微藻培养于水中,充分利用温室、太阳能等自然能源,同时添加适量的营养物质来促进微藻的生长,可在短时间内收获大量的微藻。

此外,还可使用土壤培养法、液体培养法等方法进行微藻的培养。

三、微藻生物质能的应用前景1.替代传统的化石能源,对环境有利微藻生物质能是一种新型、环保的能源,可以代替部分的传统化石能源,从而减少二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等有害气体的排放,有利于环境的保护和改善。

2.应用范围广泛由于微藻生物质能的生产方法简单,并且能够在不同的生境中进行生长,而且微藻生产的燃料种类繁多,因此微藻生物质能的应用范围非常广泛,不仅能够用作发电、制氢、制油等化工品,还能被应用于养殖、医药等众多领域。

3.可生产高附加值产品微藻生物质能除了能够生产含油、含脂等燃料产品外,更可以制成余糖、珍珠粉、色素、蛋白质等高附加值产品,形成完整的微藻产业链。

4.可以为农村经济发展提供一条新思路由于微藻生物质能的生产方法较为简单,对生态环境的要求较低,因此对于农村地区的经济发展具有巨大的促进作用。

通过微藻生产提供新的资源和新的产业链,将为农村经济的发展提供强有力的支撑。

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微藻b
微藻c
136,900
58,700
2
4.5
1.1
2.5
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%
Back
海洋微藻生物质能开发具有的特点和优势
(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。
在2008年至2012年,需将其人为温室气体排放水平在
1990年基础上平均减少5.2%。其中,欧盟为8%,美国 7%,日本6%,澳大利亚增长8%。 向发展中国家提供新的和额外的资金和技术援助。 帮助发展中国家提高应对气候变化的能力建设。
减少温室气体排放的成本差异
发达国家国内减排成本平均在100美元/吨碳以上 发展中国家的平均减排成本只有几美元至几十美元 这种巨大的减排成本差异,推动了清洁发展机制 (CDM)的发展: 气候公约和京都议定书允许发达国家通过境外减排方 式履行在气候公约和京都议定书下的义务。
的发展给CO2减排压力的缓解带来了新希望。
二、微藻生物柴油研究进展
(研究的背景、独特优势、与CO2减排的耦合)
微藻生物能源的发展历史
• 1978~1996年,美国能源部资助 “Aquatic Species Program—Biodiesel from Algae” 项目,在能源微藻藻种筛选方面做了大量工作并在户外敞开池大规模
定性差。
• 5 生物柴油润滑性能好 • 6 生物柴油成本视原料价格而有差异,一般比石油柴油 高(除非原油价位高时),有些国家对城市公交客车使 用给予补贴。
生物乙醇和生物柴油的扩大应用
• 1 从生物来源和清洁燃料的角度,生物柴油和乙醇汽油 是很好的代用燃料。 • 2 原料的来源与各国国情密切相关,要具体分析。 • 3 乙醇的生产原料可扩大到多种含纤维素物料,比较容易
生物质能开发存在的问题
• 生物质能规模化生产逐渐引发了粮食、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。
以及厨房回收油,将其与甲醇进行酯交换反应,
得到脂肪酸甲酯(FAME)即生物柴油,并副产 甘油。
生物柴油的制备方法
生物柴油
• 3 通常掺入柴油 中的比例 10%--20%,性能变化不大,
如 100% 代替,则存在寒冷地区或季节流动性能不良和
对橡胶材料侵蚀问题。 • 4 原料中含不饱和脂肪酸多时,所制得的FAME 氧化稳
化石能源不可持续性
马尔代夫总统纳希德在水下 内阁会议上签署环保倡议书
1.0
1998年
0.5
温 度 距 平 (℃) -0.5
0
北半球地表温度变化
1000 1200 1400 1600 1800 2000 年
20世纪是过去1000年中最温暖的100年。
新能源-可再生能源-生物能源
新 能 源
太阳能、生物能源、风能…
生物柴油的概念
• 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。
生物柴油
• 1 已在欧洲和美国等地使用多年,属于源于生物
的环保型清洁燃料。
• 2 原料为油菜籽油、大豆油、葵花籽油、棕榈油
清洁发展机制基本内容
清洁发展机制(CDM)系京都议定书第12条确立的机 制,其核心内涵是:发达国家通过提供资金和技术的方式, 与发展中国家合作,在发展中国家实施具有温室气体减排效 果的项目,项目所产生的温室气体减排量用于发达国家履行 京都议定书的承诺。 简言之,就是“资金+技术”换取更多的温室气体排放权
可用50 年
1000
500
2006年
1980 2000 2020 2040
能源供给
* 煤
炭:储量5500亿吨 可用200年
0
1960
2060
(亿吨标准煤)
25 20 15 10 5 0 能源消费 能源供给
我国能源消费与供给趋势
19 80 年 19 85 年 19 90 年 19 95 年 20 00 年 20 03 年 20 05 年
燃料 酒精
生物 柴油
生物 氢能
生物 燃气
* * * *
可再生能源. 清洁能源,环境污染相对较少. 易于储存和运输. 分布广泛.
我国能源储量及可利用能源资源
化石能源储量(亿吨标煤) 可再生能源(亿吨标煤/年)
煤炭:9883 石油:46
太阳能:13543 生物质能:8
天然气:9
铀矿:25
水能:4.1
风能:1.7
微藻生物柴油的优势
生产生物柴油的资源比较
资源 玉米 大豆 油菜 麻风树 椰子 油棕榈 油产量 (L/ha) 172 446 1190 1892 2689 5950 所需耕地面积 (M ha)a 1540 594 223 140 99 45 占美国现有耕 地面积的比例 (%) 846 326 122 77 54 24
减少温室气体排放的主要途径
• 提高生产效率尤其是提高能源效率;
• 削减化石燃料消费;
• 寻找替代化石燃料的能源
• 二氧化碳的收集和储存
生物质能的研究概况
• 早在20世纪70年代美国、日本、西欧等国家就开始了生
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
3. 微藻生物柴油生产过程与CO2减排的耦合
• CO2减排已成为亟待解决的全球性问题,随着2012年的接近,中国企业
CO2减排压力越来越大,CDM市场非常巨大。
• 微藻的光自养生长过程可固定大量CO2,这对于CO2减排问题的解决具 有重要的潜在应用价值。 • 微藻培养成本高(2万元/螺旋藻、5万元/小球藻),仅 • 已有微藻生物技术产业规模很小(全球微藻粉的产量约2万吨/年),即 使全部利用CO2作为碳源,其消耗量也很少(每年不超过4万吨CO2,但 排放62亿吨/47.6亿吨),且利用微藻吸收CO2技术目前尚不成熟。 • 生物柴油的市场需求量极大(中国1亿吨/年),因此微藻生物柴油产业

1990~2000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。该项目利用微藻来固定CO2, 并着力开发密闭式光生物反应 器技术,通过微藻吸收火力发电厂烟气中的CO2来生产生物能源。10年间共投 资约25亿美元,筛选出多株耐受高CO2浓度、生长速度快、能形成高细胞密度 的藻种,建立了光生物反应器的技术平台。
和美国已广泛采用,我国也已在几个省份试用, 属于环境友 好的燃料组分。 • 一般以10%的比例掺入汽油, 因乙醇发热量较低, 大约 1
吨乙醇可节约 0.9 吨汽油。
• 通常以玉米、甜高粱等粮食作物为原料经发酵过程生产。 当汽油价位低时难与竞争,需政府补贴。 • 正在开发中的利用玉米秸秆的纤维素、半纤维素加酸或 酶水解转化成葡萄糖然后发酵的工艺可免与粮食争原料, 但成本偏高。
得到。FAME 原料仅限于油料作物,数量有限。
• 4 专家估计在欧盟替代 5% 汽油,需占用 5% 耕地,替代 5% 柴油,需占用 15% 耕地;而在美国上述占用比例分别
为 8% 和 13% 。
• 5 美国目标是将生物源的替代运输燃料所占比例从目前的 不足 5% 提高到2020年的 10% 和2030年的 20% 。
光合作用效率高、含油量高、微藻生物柴油的面积产率非常高
可固定大量的CO2,这不仅对于CO2减排问题的解决具有重要的潜在 价值,且可使微藻生长所需碳源成本(1万元/吨螺旋藻)降为0
可利用废水中的N、P等营养,不仅可降低水体富营养化,且可使微
藻生长所需N源成本(0.3~0.4万元/吨螺旋藻)、P源成本(0.3万元/吨 螺旋藻)降为0 不与农作物争地(可用滩涂、盐碱地、荒漠、海面等) 、争水(可用海 水、盐碱水和荒漠地区地下水等 ):如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%。 微藻个体小、木质素含量很低,易粉碎、干燥,用微藻来生产液体燃 料所需的后处理条件相对较低
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。
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