微藻生物能源研究现状
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”。
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。
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。
利用微藻生产可再生能源研究概况
武汉植物学研究2008,26(6):650～660J o u r n a lo fWu h a n B o t a n i c a lR e s e a r c h利用微藻生产可再生能源研究概况梅洪1,张成武2,殷大聪1,3,耿亚红1,欧阳峥嵘1,4,李夜光1＊(1.中国科学院武汉植物园,武汉 430074;2.暨南大学水生生物研究所,广州 510632;3.中国科学院水生生物研究所,武汉 430072;4.中国科学院研究生院,北京 100049)摘 要:能源是现代工业的支柱,是国民经济可持续发展的动力。
生物质能源作为一种来源广泛的可再生能源,其开发利用不仅有助于缓解化石燃料日益枯竭给全球经济发展带来的危机,还可避免对环境的污染。
微藻中很多种类富含油脂,可以用来生产生物柴油(脂肪酸甲酯);另一些藻类中含有极丰富的烃类物质,化学结构与矿物油相似,提取后可加工成汽油、柴油使用;在特定条件下,绿藻和蓝藻在光合作用的同时可以产生氢气。
微藻易培养,生长快,单位面积生物量大,油、烃含量高,是一类重要的生物质能源,已引起各国政府、科学家和企业家的高度关注。
文中概述了利用微藻生产油脂、烃类、氢气的研究现状,探讨了利用微藻生产可再生能源存在的问题和对策,并展望了我国微藻可再生能源研究开发的发展前景。
关键词:可再生能源;生物柴油;能源微藻;生物制氢;脂类;烃类中图分类号:Q945.11;Q949.21+7 文献标识码:A 文章编号:1000-470X(2008)06-0650-11 S u r v e y o f S t u d i e s o n R e n e w a b l e E n e r g y P r o d u c t i o n b y M i c r o a l g a e M E I H o n g1,Z H A N GC h e n g-W u2,Y I ND a-C o n g1,3,G E N GY a-H o n g1,O U Y A N GZ h e n g-R o n g1,4,L I Y e-G u a n g1＊(1.W u h a nB o t a n i c a l G a r d e n,C h i n e s e A c a d e m yo f S c i e n c e s,Wu h a n 430074,C h i n a;2.I n s t i t u t e o f H y d r o b i o l o g y,J i n a nU n i v e r s i t y,G u a n g z h o u 510632,C h i n a;3.I n s t i t u t e o f H y d r o b i o l o g y,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s,Wu h a n 430072,C h i n a;4.G r a d u a t e U n i v e r s i t y o f C h i n e s e A c a d e m yo f S c i e n c e s,B e i j i n g 100049,C h i n a)A b s t r a c t:E n e r g y i s t h e m a i n s t a yo f m o d e r ni n d u s t r y a n dt h e m o t i v i t yo f s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t f o rn a t i o n a l e c o n o m y.T h e b i o-e n e r g y,a s o n e f o r m o f r e n e w a b l ee n e r g yw i t hw i d e r e s o u r c e,i t s a p p l i c a t i o nc o u ld n o t o n l yre l a xt h ee n e r g yc r i s e s b u t a l s or e s t r a i nt h ee n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n.M a n ys p e c i e s o fm i c r o a l g a e a r e k n o w nf o r t h e i r h i g hc o n t e n t o f l i p i d s i nt h e c e l l s,a n dc a nb eu s e df o r p r o d u c t i o no fb i o d i e s e l;s o m e m ic r o a l g a e a r e a b l e t o a c c u m u l a t e a l o t o f h yd r o c a r b o n w h i c h c a n be m a d e i n t o g a s o l i n e o rd ie s e l,a n d s o m e of t h e mc a n p r o d u c e h y d r og e n i n s o m e c a s e.W i th t h e a d v a n t a g e s o f e a s y t o c u l ti v a t e,f a s tg r o w t h,h i g h b i o m a s s p r o d u c t i o n a n d r i c h i n l i p i d s a n d h y d r o c a r b o n,m i c r o a l g a e i s a n i m p o r t a n t r e s o u r c e o fb i o-e n e r g y.C o n s e q u e n t l y,g o v e r n m e n t so f m a n yc o u n t r i e s,s c i e n t i s t s a n de n t e r p r i s e r s h a v ep a i dm u c ha t t e n t i o n t o t h e r e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t o f a l g a l r e n e w ab l e e n e r g y.T h i s p a p e r s u m m a r i z e d t h e p r e s e n tp r o g r e s s o f u s i n gm i c r o a l g a et op r o d u c eh y d r o g e n,h y d r o c a r b o na n dl i p i d s.T h em a i n p r o b l e m sa n d s t r a t e g i e s f o r r e n e w a b l e e n e r g y p r o d u c t i o n b y m i c r o a l g a e w e r e d i s c u s s e d,a n d t h e p r o s p e c t o f r e s e a r c h a n dd e v e l o p m e n t o f r e n e w a b l e e n e r g y p r o d u c t i o n b y m i c r o a l g a e i n C h i n a w a s e x p e c t e d.K e y w o r d s:R e n e w a b l e e n e r g y;B i o d i e s e l;E n e r g y m i c r o a l g a e;B i o l o g i c a l h y d r o g e n p r o d u c t i o n;L i p i d;H y d r o c a r b o n 自18世纪第一次产业革命以来,世界正以惊人的速度消耗着各种矿物能源(又称化石能源),最近一个世纪消耗的能源几乎等于过去19个世纪所消耗能源的一半,有人预测当世界人口达63亿时能源消耗将达到每年311亿吨标准煤[1]。
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。
微藻生物能源
• 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。
1. 生物柴油机遇与挑战
• 生物柴油已成为国际上发展最快、应用最广 的环保可再生能源，但制约其大规模发展的 关键问题是原料严重不足。
• 近年来，人们普遍认为微藻光自养生长过程 合成的油脂是一种极有希望的制备生物柴油 的大宗原料。
藻类生物质能源的独特优势
2. 微藻生物柴油的独特优势
微藻光自养生长过程可合成大量油脂，与其他生物质相比，具有5大优点： 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
藻类生物质能源的过去、现在和未来
藻类生物质能源的过去、现在和未来摘要：21实际面临严重的能源短缺问题，开发新能源迫在眉睫。
随着生物技术的不断发展，生物质能源也越来越受到人们的重视。
由于用玉米等粮食作物作为生物能源会导致全球粮食价格的上涨，研究人员开始将目光集中在效率更高的藻类上，美国也于2011年重新开始了1996年停止的藻类生物质能源的研究。
本文主要介绍了藻类生物质能源的过去和现在的研究状况，总结了一下还没有克服的困难，同时为未来的研究指明方向。
关键词：藻类；生物质能源；生物柴油21世纪面临严重的能源短缺，煤、石油、天然气等化石能源的储备十分有限。
特别是石油，可供使用的时间已不到50年。
在这种严峻的情况下，生物质能源作为一种可再生能源逐渐成为研究的热点。
传统的生物质能源（如玉米、大豆等）的使用，会导致全球谷物价格的升高，进而加剧粮食短缺的危机[1]。
相比之下，藻类对环境及社会的不良影响很少，同时转化太阳能的效率很高。
玉米谷物乙醇，太阳能的转化效率约为0.05%；而藻类对太阳能的转化率理论上可以达到10%，虽然目前由于技术等原因，实际的转化率是2%[2]。
藻类是高能量密度、可再生液态交通燃料的理想原料。
藻类生物质能源的优势包括：1.藻类可提供较高的生物质产量；2.藻类培养不与农业生产冲突（不竞争耕地与肥料）3.藻类可以在废水、再生水及咸水中生长，因此藻类培养无需消耗有限的淡水资源；4.藻类可以从固定源排放的高浓度CO2中回收碳元素，如发电厂或其他工业源；5.利用藻类生物质可通过综合生物精炼工艺生产各种燃料和高价值副产品。
藻类生物质能源的过去[3]藻类生物质能源过去的研究主要是在1996年以前。
在20世纪50年代后期，Meier、Oswald和Golueke指出，可利用藻细胞中的碳水化合物通过厌氧消化产生甲烷。
Benemann 等对此做了详细的工程评价，认为利用藻类生产生产甲烷的成本与化石能源旗鼓相当。
在更早的40年代，人们就发现了许多藻类可在特定的培养条件下大量积累油脂。
微藻在能源领域的应用前景
微藻在能源领域的应用前景随着气候变化的加剧和化石燃料的污染问题日益严重，全球能源需求的高速增长和清洁能源的需求的上升趋势也变得越来越重要。
而能源领域中的微藻因其高效、低成本和可持续的优点而成为了一个备受关注的研究课题。
本文将结合微藻在能源领域中的应用，对其应用前景进行了探讨。
第一章微藻微藻是一种生长在水中的单细胞藻类，其体积主要为5-50微米。
微藻的生长速度非常快，有些微藻在合适的环境下可以以每日增长100%以上的速度生长。
微藻富含蛋白质、氨基酸、必需脂肪酸、多糖、叶绿素和胡萝卜素等营养物质，这些特性是其在能源领域中被广泛研究的主要原因。
第二章微藻在能源领域中的应用2.1 生物燃料微藻的生长速度快，其油脂含量高，可以作为生物柴油、生物汽油、生物天然气、生物液化气等各种生物燃料的原料。
由于其高能效和高据点温度，微藻油脂被认为是最具潜力用于燃料生产的生物质资源之一。
2.2 生物质电力微藻的生物量非常丰富，可以通过发酵或气化等方式制备生物质发电。
利用微藻种植，收集微藻产生的有机物质，可以通过氧化还原反应将其转化为电能。
2.3 二氧化碳治理微藻可以利用太阳能、二氧化碳、水等资源进行光合作用，如此能将二氧化碳收集并固定在有机质中，这对节省能源和减少环境污染起到了重要作用。
MICROCARB与ASPNET等研究项目都是目前微藻领域中正在进行的有关微藻固碳的研究项目。
2.4 污水处理及生物膜技术微藻作为一种脱氮脱磷微生物，其钾、钙、镁等等有机物质可以对污水中的污染物质发生化学反应，因此可以应用于污水处理领域。
与此同时，微藻还能够通过光合作用，产生氧气和二氧化碳，这对提高污水处理能力和改善废水排放质量起到了重要作用。
第三章微藻在能源领域中的未来发展趋势随着科技的发展和社会的进步，减少人类对自然的依赖趋势不可避免。
在未来，微藻作为一种富含多种营养成分的单细胞生物，其在生物能源和中间产物领域中的应用前景广阔。
微藻作为一种可持续发展的能源来源，其可以成为自然、环保、可持续的生产供应链。