微藻生物能源

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1、微藻生物能源微藻生物能源NO.1关于微藻NO.2第三代生物燃料的发展NO.3微藻制备生物燃料简介NO.4微藻制备生物燃料的动态和前景2NO.1关于微藻什么是微藻？微藻是遍布全球水体的一种浮游植物。它把光合作用产物转化成油贮藏起来，在细胞内形成油滴，将这些油通过转酯化后可转变为脂肪酸甲酯，即生物柴油。某些微藻能够合成长链烯烃，也具有发展生物燃料的潜力。产油量较高的藻类含油量占干重的比例分别是小球藻、葡萄藻、三角褐指藻、杜氏盐藻。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。产油微藻大多是生长在海洋.3为什么选择微藻？456与一些产

2、油植物相比，利用微藻生产生物柴油的优势在于以下几个方面：优势微藻单位面积的产率高出高等植物数十倍微藻可在缺氮等条件下存活，并可大量积累油脂，含油量可高达70％微藻可以不与农作物争地、争水微藻的培养可利用工业废气中的二氧化碳，减少环境污染7NO.2第三代生物燃料的发展第一代生物燃料：粮食时代第二代生物燃料：纤维素时代第三代生物燃料：微藻时代第四代生物燃料：8环境污染的日趋严重化石燃料的短缺微藻时代1.微藻燃料的研发始于1978年美国能源部资助的“水上能源作物计划/AquaticSpeciesProgram”，起初是以生物氢为目的。2.1982年逐

3、渐转向了生物柴油和燃料酒精方面。3.除美国外，以色列、欧洲、加拿大、阿根廷、澳大利亚和新西兰等国家也逐步开始了微藻燃料的研发。9英国《独立报》2010年6月10日报道，空中客车公司“新一代钻石DA42”飞机，用100%微藻生物燃料作为驱动燃料，在6月8日开幕的柏林国际航空航天展览会上完成首飞。首次证明了微藻生物燃料完全可以独立为飞机的飞行提供燃料。实际应用：10NO.3微藻制备生物燃料简介11光反应发生器螺旋式反应器厢式反应器管式反应器膜式反应器跑道池式反应器各类微藻反应器12规模化培养制备路线制备方法微藻规模化培养制备路线NO.1光合反应器法

4、NO.3开放池法NO.2封闭环路系统法制备方法制备方法基本工作原理光合反应器法在池塘、湖面等封闭水域养殖藻类封闭环路系统法在闭合的人造水渠中进行，含有藻类的液体在其中循环，循环过程中将藻类进行新陈代谢所需的二氧化碳和养分引入到水渠的液体中固化反应器法用一些透明管道装满工厂排出的废水和废气，管道内的藻类吸收废气中所含的二氧化碳，用于光合作用。同时，藻类排出氧气，生成用于提炼燃料的物质。14光合反应器法利弊：简便易行、成本较低的特点，但存在易污染、占地面积大、难以对水体和温度进行调节从而生产不稳定等缺点，发展受到很大限制封闭环路系统法利弊：操作简单

5、，培养条件、参数易控制，条件稳定，成品质量高，可实现全年无菌纯种培养，能较大幅度地提高微藻细胞密度，其生长速率和生物量大幅度提高，近些年已应用于微藻的商业性、高密度大规模培养生产。但封闭式光生物反应器在规模培养过程中的生产成本相对较高，成本为开放式池塘培养法的10倍固化反应器法利弊：（同封闭环路系统）15微藻油的提取是降低成本的关键16微藻生物炼制技术—降低微藻生物柴油商业化成本的出路17“工程微藻”法生产生物柴油，为柴油生产开辟了一条新的技术途径。美国国家可更新实验室(NREL)通过现代生物技术建成“工程微藻”，即硅藻类的一种“工程小环藻”

6、。在实验室条件下可使“工程微藻”中脂质含量增加到60%以上，户外生产也可增加到40%以上，而一般自然状态下微藻的脂质含量为5%-20%。“工程微藻”中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达，在控制脂质积累水平方面起到了重要作用。目前，正在研究选择合适的分子载体，使ACC基因在细菌、酵母和植物中充分表达，还进一步将修饰的ACC基因引入微藻中以获得更高效表达。利用“工程微藻”生产柴油具有重要经济意义和生态意义，其优越性在于：微藻生产能力高、用海水作为天然培养基可节约农业资源；比陆生植物单产油脂高出几十倍；生产的生

7、物柴油不含硫，燃烧时不排放有毒害气体，排入环境中也可被微生物降解，不污染环境，发展富含油质的微藻或者“工程微藻”是生产生物柴油的一大趋势。18NO.4微藻生物燃料动态美国能源部2010年6月29日向三个研究财团资助2400万美元，以加速实现基于海藻的生物燃料的商业化规模生产。可持续微藻生物燃料财团：由亚利桑那州立大学带领，这个财团将集中测试藻类生物燃料的可接受性，作为石油基燃料的替代。任务包括海藻生物化学转化燃料和产品的研究，以及分析藻类燃料和燃料中间体的物理化学性质。(600万美元)微藻生物燃料商业化财团：由加州大学带领，这个财团将集中开发藻

8、类作为一种健壮的生物燃料原料。任务包括研究藻类作物保护的新方法、藻类营养运用和回收，以及开发基因工具。(900万美元)Cellana财团：由Cella