微藻用于新能源的研究进展

《微藻用于新能源的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、微藻生物能源研究概况罗伟（武汉科技大学化工学院，湖北，武汉，430081）摘要：全球能源危机使可再生能源的开发和利用越来越受到人们的关注。与产油农作物相比，微藻凭借其结构简单、生长速度快、冇较高的含油率等特点成为生物能源产业最具竞争力的选择之一。本文综述了利用微藻制备生物柴油的历程、发展以及现状。同时揭示了生物柴油的制备方法和调控微藻高产的途径。最后对微藻生产生物柴油产业的发展趋势和研究方向进行了展槊。词：微藻；生物柴油；制备；调控-1-Z1—刖5化石能源的不可再生性和使用过程中造成的环境污染使开发新能源变得非常'迫切。微藻因为生长速度快，固定二氧化碳能力强，碳水化合

2、物积累量高，近年来成为生物燃料生产的研究热点。微藻生物柴汕在试验规模下容易实现，但放大到工业化生产比较怵I难，生产屮的瓶颈问题主要是生产成本高及微藻生长速率和汕脂积累量间存在着严重的矛盾。进入21世纪，人们对能源消耗和环境保护的观念越来越深入，可持续发展战略和能源再生战略也在全球得到确定并得以实施。生物柴汕作为一种可再生、无污染的清洁能源，凭借其突出的性能，引起了世界范围内的高度关注，其屮发达国家，尤其是资源贫瘠国家更是进行了大量且深入的研究。生物柴油的主要成分为脂肪酸烷基单酯，一般是由植物油或者动物油脂经过和甲醇进行酯交换反应制得，冃分子量与石化柴汕相当，燃烧性能也

3、与石化柴油类似，故成为有力的替代能源。生物柴油的研究自20世纪以来经过100多年的发展在生产的工艺上和技术上也日趋成熟。全球生物柴汕的产量增长迅速，从2004年的2.196X109L到2007年的9.841xlO9L,再到2012年总产量为22.5X109L,年增长量为2.532x109L

4、I]o与此同吋。世界上许多国家都已制定了生物柴汕的发展规划。并且出台了相应的政策和法规，以推动生物柴油的推广和使用。随着生物柴汕生产在全球范围内的推行。生物柴汕的原料也成为研究的重中之重。不同国家针对国情的不同而选择适宜的油脂原料积极发展生物柴油。美国主要采用犬豆汕或者脂肪酸作为原

5、料。德国生物柴汕的原料主要是菜籽汕，东南亚国家大多以棕梱油为原料。我国地广物杂，口前形成了以野生树木种子和废气汕脂为原料生产生物柴汕的体系。然而，在全球范围内依然存在食物短缺、饥荒等问题。以大豆、油菜籽等粮油作物作为生物柴油的原料严重违背了“不与民争粮''的战略。木本植物的成长周期长，这也制约生物柴汕的发展。因此，寻找和开发可再生的非粮作物作为新的原料迫在眉睫。近年来，藻类作为-•种水生类的可再生资源得到广泛关注⑵。1微藻生物柴油的国内外研究历程微藻生物燃料的生产已经不是一项新的技术了，美国、日木等发达国家20世纪七八十年代就认识到了微藻作为替代能源资源的巨大价值。1

6、978—1996年,美国能源部通过国家可再牛能源实验室启动的"水生生物种计划"，开展了微藻生物资源普查、藻种选育及微藻规模培养等一系列卓有成效的探索工作⑶。目前美国的微藻能源公司数量已经占到世界的781990-2000年，日木国际贸易和工业部资助的一项名为“地球研究更新技术计划”项目分离出了1万多种的微藻⑷O欧洲微藻牛物柴油的发展仅次于美国，英国碳基金公司(CarbonTrust)在2008年10月资助启动了口前世界上最大的藻类生物燃料项口，投入了很大资金用于发展相关技术和基础设施；荷兰AlgaeLinkNV公司于2007年10月开发出的微藻光牛物反应器系统具有其他装

7、置所没有的优点，是最先商业化的小型试验装置，且有利于降低成本。在中国，对微藻生物柴油研究最早的是Wu的

8、才

9、队，异养培养小球藻导致CCh的排放且成木高限制了此项口的研究。近年来，微藻生物柴油技术引起了我国政府和企业的重视，各高校和科研院所也都开展了这方面的研究，集屮于微藻的筛选与培养、生物反应器设计及下游加工技术。海南绿地微藻生物科技有限公司利用CO?养殖微藻并转换成生物柴油获得成功；中国石化股份有限公司与屮科院联合启动了“微藻生物柴油成套技术"项口，口标计划到2015年完成万吨级工业生产装置。然而，尽管对试验规模下微藻培养技术的研究取得的进步很大，对微藻生物柴油大规

10、模生产的研究述处于发展阶段。2微藻的背景与优势作为新型的能源原料，海藻的潜力巨大。海藻的细胞中含有初级或次级的代谢产物，化学成分复杂，其太阳能转化率达3.5%,可成为药品、化学品和新型燃料的潜在能源。例如，从海藻中萃取出的脂肪酸可以转化生成脂肪酸甲酯，即生物柴油；海藻在沸石催化剂的作用下可以通过热化学反应生成汽油型燃料⑸。除了巨大的可开发性，海藻作为新型能源原料的优势也是显而易见的。海藻是水生类植物，不会占用耕地或者畜牧业面积；生长坏境简单，所需养分主要是阳光、水和CO2,极易生长而且利于环保；海藻生长的周期短，而且繁殖速度快，产量非常高；海藻无根、