微藻制油技术

微藻制油

在全球变暖、能源危机的大背景下，世界各国都在积极寻找新的可替代能源。

提起全球变暖，大多数的企业为如何减少二氧化碳排放，为封存二氧化碳而投入了大量研发资金和人力；提起生物柴油的原料，人们会想到玉米和大豆，从它们“体内”提炼出的乙醇和生物柴油，能有效降低碳排放，减少环境污染。但与此同时，由于这两种作物的培育周期较长、占地面积较大，会产生“与粮争地”问题，从而导致“解决了能源危机，却出现粮食危机”的尴尬结果；

通过科学家的不断研究，一种新的技术进入了人们的视野：培养微藻吸收二氧化碳，并进行光合作用，最终形成生物柴油、类胡萝卜素等衍生品，将二氧化碳变废为宝，这就是“微藻制油”技术。光合作用

光合作用（Photosynthesis）是绿色植物和藻类利用叶绿素等光合色素和某些细菌（如带紫膜的嗜盐古菌）利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气）的生化过程。植物之所以被称为食物链的生产者，是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量，效率为10%~20%左右。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是它们赖以生存的关键。而地球上的碳氧循环，光合作用是必不可少的。

微藻

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，微藻个体较小，除个别种类之外，一般只有十几个微米大小。它是低等植物中种类繁多、分布及其广泛的一个类群。无论是在海洋、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。微藻很像一个太阳光光能驱动的细胞工厂，可以

旺盛地消耗高浓度的CO

2和NO

2

，源源不断地将CO

2

转化为潜在的

生物燃料、食物、饲料以及高价值的生物活性物质。

微藻制油

微藻制油的原理其实就是利用光合作用，将二氧化碳转化为微藻自身的生物质从而固定了碳元素，再通过诱导反应使微藻自身的碳物质转化为油脂，然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外，进行提炼加工从而生产出生物柴油。

据专家介绍，微藻的产油效率相当高，在一年的生长期内，一公顷玉米能产172升生物质燃油，一公顷大豆能产446升，一公顷油菜籽能产1190升，一公顷棕榈树能产5950升，而一公顷的微藻能产生物质燃油95000升。

微藻的个体小，木素含量很低，易被粉碎和干燥，用微藻来生产液体燃料所需的处理和加工条件相对较低，生产成本低。而且微藻热解所得生物质燃油热值高，平均高达33MJ/kg，是木材或农作物秸秆的1.6倍。

微藻在生长过程中还可利用废弃二氧化碳，从而与二氧化碳的处理和减排相结合，国外已经有利用发电厂排放的废弃二氧化碳生产微藻的尝试，占地1平方公里的养藻场一年可以处理5万吨二氧化碳。

意义、前景

近年来，国际市场石油价格不断高企，中国从1993年起已经成为一个石油进口国。进口原油不但用去大量外汇，而且主要从局势不稳定的中东地区进口，一旦有突发事件发生，就会造成石油供应减少或中断，将严重威胁国家安全和国民经济的发展。利用藻类生物质生产液体燃料，对缓解人类面临的粮食、能源、环境三大危机，有着巨大的潜力，对于减少对石油的依赖、保证国家能源安全具有深远意义。

庆华集团注重经济、社会、环境三大效益的和谐统一，积极践行国家倡导的低碳经济，不断促进自治区的经济发展，社会的稳定，全力打造新型的现代煤化工企业。

进行微藻新疆庆华集团依托煤制气项目，利用生产尾气中的CO

2

的集中化、规模化养殖，联合国内重点的研究所对“微藻制油”技术进行研究，建设“微藻制油”养殖试验基地，力争在3-5年内突破“微藻制油”技术难题，让“微藻制油”走出实验室，实现产业化。

微藻制油技术

微藻制油技术 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

微藻制油 在全球变暖、能源危机的大背景下，世界各国都在积极寻找新的可替代能源。 提起全球变暖，大多数的企业为如何减少二氧化碳排放，为封存二氧化碳而投入了大量研发资金和人力；提起生物柴油的原料，人们会想到玉米和大豆，从它们“体内”提炼出的乙醇和生物柴油，能有效降低碳排放，减少环境污染。但与此同时，由于这两种作物的培育周期较长、占地面积较大，会产生“与粮争地”问题，从而导致“解决了能源危机，却出现粮食危机”的尴尬结果； 通过科学家的不断研究，一种新的技术进入了人们的视野：培养微藻吸收二氧化碳，并进行光合作用，最终形成生物柴油、类胡萝卜素等衍生品，将二氧化碳变废为宝，这就是“微藻制油”技术。 光合作用 光合作用（Photosynthesis）是绿色植物和藻类利用叶绿素等光合色素和某些细菌（如带紫膜的嗜盐古菌）利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气）的生化过程。植物之所以被称为食物链的生产者，是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量，效率为10%~20%左右。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是它们赖以生存的关键。而地球上的碳氧循环，光合作用是必不可少的。

微藻 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，微藻个体较小，除个别种类之外，一般只有十几个微米大小。它是低等植物中种类繁多、分布及其广泛的一个类群。无论是在海洋、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。微藻很像一个太阳光光能驱动的细胞工厂，可以旺盛地消耗高浓度的CO2和NO2，源源不断地将CO2转化为潜在的生物燃料、食物、饲料以及高价值的生物活性物质。 微藻制油 微藻制油的原理其实就是利用光合作用，将二氧化碳转化为微藻自身的生物质从而固定了碳元素，再通过诱导反应使微藻自身的碳物质转化为油脂，然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外，进行提炼加工从而生产出生物柴油。 据专家介绍，微藻的产油效率相当高，在一年的生长期内，一公顷玉米能产172升生物质燃油，一公顷大豆能产446升，一公顷油菜籽能产1190升，一公顷棕榈树能产5950升，而一公顷的微藻能产生物质燃油95000升。 微藻的个体小，木素含量很低，易被粉碎和干燥，用微藻来生产液体燃料所需的处理和加工条件相对较低，生产成本低。而且微藻热解所得生物质燃油热值高，平均高达33MJ/kg，是木材或农作物秸秆的1.6倍。 微藻在生长过程中还可利用废弃二氧化碳，从而与二氧化碳的处理和减排相结合，国外已经有利用发电厂排放的废弃二氧化碳生

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

微藻柴油

生物柴油是以动植物为原料通过与醇类进行酯交换反应制得的脂肪酸甲酯的总称。 其实生物柴油的概念提出在1988，德国的一家公司以菜籽油生产生物柴油。近几年来，随着世界能源紧缺和环境问题的严峻化，使得生物柴油作为一种可再生的以及环保的能源受到人们的关注。但是，由于生物能源本身具有的一些问题，制造成本比较高，有数据显示约75%的成本为原材料成本。而且如果大量种植传统产油植物，会造成粮食供应造成影响。因而生物柴油相较普通柴油价格高，这使得它的推广有一定难度。 这时候大家把目光转向了藻类。藻类的生长周期短，来源比较广，再加上可以滩涂地、荒废地等非耕地,因此微藻培养生产生物柴油不会导致世界粮食供应问题。 有一种说法是：金融危机促使微藻柴油崛起。2008年奥巴马将“生物柴油”的推广放到了一个较为重要的位置，一方面是为减少本国能源对外依赖，增强国家能源安全；另一方面则是期望这一“绿色就业”（Green Jobs）的兴起可以创造更多的就业机会，缓解经济危机的影响。 那所谓的微藻柴油就是指：微藻柴油：利用藻类的光合作用产生的藻类物质，经过一系列的提取加工之后得到的油类产品。其实用右边的图就可以形象的表示，微藻利用光合作用产生含碳物质，之后这部分物质通过细胞破碎等方式提取出来，经过一系列加工就变成了生物柴油。这就是我们那天参观五楼实验室的时候，那位学姐向我们介绍试管内的微藻油脂。 微藻油脂的主要组成成分是C12~C22的脂肪酸，且以不饱和脂肪酸为主。脂肪酸在细胞内通常以贮存脂质、结构脂质和活性脂质的形式存在。下表就是主要的脂肪酸分数表，游离脂肪酸较少，在微藻内主要以甘油三酯（TAG）形式存在。 萄糖经过EMP途径转化为丙酮酸，丙酮酸在丙酮酸脱氢酶的作用下生成乙酰辅酶A;②乙酰辅酶A是脂肪酸合成的前体物质，它先在乙酰辅酶A梭化酶(ACC)的作用生成丙二酰辅酶A;③丙二酰辅酶A在脂肪酸合成酶(FAS)的作用,之后进行连续的酰基碳链延长的聚合反应，形成甘油三脂(TAG)。 这个表里面展示的是普通油料作物与微藻的产油相比较，以全球运输所需燃料作为衡量标准，如果……需要占用41.3%的耕地面积，而使用微藻则可将面积控制在2.1%左右。而在产油微藻内部进行对比，则可以看到不同的微藻内部含油量不同，因而相应的产出的油品的质量也有所不同。现在比较广泛的是布朗葡萄藻，小球藻，和杜氏藻等。 微藻的大规模培养需要有效的培养系统。目前培养微藻的系统主要分为开放培养系统和密闭式培养系统。开放式培养系统主要包括浅水池、跑道池、循环池和池塘四种类型;其中跑道池是现今运用最广的开放式培养系统。图为开放式跑道系统。跑道常深15- 35 cm，跑道的一侧有叶轮提供动力，确保水的循环和混合。这就跟我们在实验室看到的那个绿色大的跑到状的容器类似。 平板式反应器主要是由透明材料做成，通常由循环装置、控温系统、板式反应器、光源及CO:供给系统构成。其大型照明表面面积具有通光率高、溶解氧浓度积累量低且藻体分散效果好等优点，但是平板式反应器也伴随着大规模化培养需要的空间和材料大、水的流动性差、不易控温和粘壁严重等问题。 管式反应器由透明材料(如玻璃和塑料)制成，形状有直的、螺旋状、圈状等。管道一般相互平行安置，以最大限度的照明和节省占地面积。管式反应器具有比表面积大、建设成本低、易清洗及适合户外培养等优点;但是也有诸如粘壁严重、占地大、营养分布不均等缺点。 一：定义1988 年，德国聂尔公司首次研发出以菜籽油为原料的新型清洁能源———生物柴油。生物柴油是以动植物为原料通过与醇类进行酯交换反应制得的脂肪酸甲酯的总称。随着

微藻制油技术

微藻制油 在全球变暖、能源危机的大背景下，世界各国都在积极寻找新的可替代能源。 提起全球变暖，大多数的企业为如何减少二氧化碳排放，为封存二氧化碳而投入了大量研发资金和人力；提起生物柴油的原料，人们会想到玉米和大豆，从它们“体内”提炼出的乙醇和生物柴油，能有效降低碳排放，减少环境污染。但与此同时，由于这两种作物的培育周期较长、占地面积较大，会产生“与粮争地”问题，从而导致“解决了能源危机，却出现粮食危机”的尴尬结果； 通过科学家的不断研究，一种新的技术进入了人们的视野：培养微藻吸收二氧化碳，并进行光合作用，最终形成生物柴油、类胡萝卜素等衍生品，将二氧化碳变废为宝，这就是“微藻制油”技术。光合作用 光合作用（Photosynthesis）是绿色植物和藻类利用叶绿素等光合色素和某些细菌（如带紫膜的嗜盐古菌）利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气）的生化过程。植物之所以被称为食物链的生产者，是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量，效率为10%~20%左右。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是它们赖以生存的关键。而地球上的碳氧循环，光合作用是必不可少的。

微藻 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，微藻个体较小，除个别种类之外，一般只有十几个微米大小。它是低等植物中种类繁多、分布及其广泛的一个类群。无论是在海洋、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。微藻很像一个太阳光光能驱动的细胞工厂，可以 旺盛地消耗高浓度的CO 2和NO 2 ，源源不断地将CO 2 转化为潜在的 生物燃料、食物、饲料以及高价值的生物活性物质。 微藻制油 微藻制油的原理其实就是利用光合作用，将二氧化碳转化为微藻自身的生物质从而固定了碳元素，再通过诱导反应使微藻自身的碳物质转化为油脂，然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外，进行提炼加工从而生产出生物柴油。 据专家介绍，微藻的产油效率相当高，在一年的生长期内，一公顷玉米能产172升生物质燃油，一公顷大豆能产446升，一公顷油菜籽能产1190升，一公顷棕榈树能产5950升，而一公顷的微藻能产生物质燃油95000升。 微藻的个体小，木素含量很低，易被粉碎和干燥，用微藻来生产液体燃料所需的处理和加工条件相对较低，生产成本低。而且微藻热解所得生物质燃油热值高，平均高达33MJ/kg，是木材或农作物秸秆的1.6倍。 微藻在生长过程中还可利用废弃二氧化碳，从而与二氧化碳的处理和减排相结合，国外已经有利用发电厂排放的废弃二氧化碳生产微藻的尝试，占地1平方公里的养藻场一年可以处理5万吨二氧化碳。

3利用微藻热化学液化制备生物油的研究进展

利用微藻热化学液化制备生物油的研究进展 前言 随着现代工业的飞速发展，大量化石能源消耗所带来的化石燃料紧缺和严重的环境污染问题已成为制约全球可持续发展的两大难题。生物质能储量丰富，并且是唯一可以转化为液体燃料的可再生资源，现已逐渐成为国内外新能源研制和开发的热点。而在众多的生物质中，微藻具有光合作用效率高、生物量大、生长周期短、环境适应能力强、易培养、脂类含量高、生长过程中可高效固定二氧化碳等特点，是制备生物质液体燃料的良好材料[1~5]。利用微藻制备液体燃料在环保和能源供应方面都具有非常重要的意义，商业化前景良好[6，7]。 2007年， Williams[8]综合近年来的研究成果，指出微藻生物燃料的开发可以降低因使用化石能源给社会和环境带来的影响，将会成为未来生物燃料开发的趋势。 Ayhan Demirbas[9]则指出藻类即将成为最重要的生物燃料来源之一，微藻能源的广泛使用将会解决威胁全人类的全球气候变暖问题。 微藻热化学液化制备生物油技术 将藻类转换成液体燃料的研究始于 20世纪 80年代中期，当时人们通常用溶剂萃取微藻中的脂类成分，分离得到油脂后进一步甲酯化或乙酯化生产生物柴油(萃取酯化法)。该技术起步早，生产工艺相对成熟，所得油品质量好，使用性能与矿物石油基本相当，是目前国内外研究者以微藻为原料制备液体燃料最常用的实验室方法。但萃取酯化法只能将微藻的脂类组分能源化，对原料脂类含量有较高要求，所得产物性能受脂类组成的影响很大，并存在生产步骤多、过程总体效率较低、能耗高等缺点，难以实现大规模工业化应用。 近年来，人们又研究采用热化学液化的方法将微藻转化为优质的生物油。生物油是便于运输、存储的绿色燃料，经过精制可转化为替代石油的常规燃料。生物油(由快速热解木材和微藻制备)与石油的部分典型属性值比较见表1[10]。热化学液化方法预处理和生产过程简单、生产成本相对较低、转化率高，是实现藻细胞所有组分能源化，获得高产率绿色液体燃料的有效方法，对其进行深入研究，对于解决当前化石能源短缺和环境污染问题具有重要的现实意义。 H.B.Goyal等研究者指出，热化学转化方法是最适合的将微藻转化为可替代化石燃料的液体燃料的环保技术[10，11]。目前国内外研究者主要采用快速热解液化和直接液化两种热化学转化技术进行以微藻为原料制备生物油的研究。 快速热解液化 生物质快速热解液化是在传统热解基础上发展起来的一种技术，它是在隔绝空气条件下，采用超高加热速率 (102~104K/s)、超短产物停留时间(0.2~ 3s)及适中的裂解温度，使生物质中的有机高聚物分子迅速断裂为短链分子，使焦炭和产物气降到最低限度，从而最大限度获得高产量的生物油的工艺技术。 Demao Li等利用热重分析对微藻热解行为和特性的研究表明，微藻主要的热解区间和最大失重区间的温度均较陆上木质类纤维素类生物质低，且热解所需活化能低，微藻热解是制备生物质燃料的良好来源[12~14]。微藻快速热解制备生物油工艺过程如图1所示。 研究表明，微藻热解可得到高芳烃含量、高辛烷值的生物油；藻体中脂类(脂肪、脂肪酸及脂肪酸酯)的属性和含量对热解油性质影响不大，但对热解油产率有明显的影响；除所含脂类外，其他

微藻产油可行性分析报告

微藻产油技术可行性分析报告 第一小组: 一．技术背景 1.技术背景 2.技术历史 3.技术发展现状和趋势，发展战略 4.技术意义 二．技术详细介绍 1.技术机理 2.研发团队（国内外的对比等） 3.具体实施方案（国内的产业,实施地点,等） 4.技术风险（项目中有的问题等） 三．技术市场分析（第二小组） 1.技术竞争力（该能源技术相比较其他技术的优点，缺点等） 2.技术成本（人力，财力等） 3.技术市场（市场营销等） 4.技术效益(产业结构等) 信息主要来源:组里讨论记录各类文档网站链接 周六晚上12点前发给我哦,798256265@https://www.wendangku.net/doc/0a12804634.html, 大家加油啦 一、技术竞争力 1、优点：据了解，我国的有机碳组成中，海洋藻类占了１／３，藻类是一种数量巨大的可再生资源，也是生产生物质能源的潜在资源，其中微型藻类的含油量非常高，可以用于制取生物柴油。 中科院海洋研究所专家韩笑天说，利用微藻生产生物能源具有潜在的应用前景。微藻能够有效地利用太阳能，通过光合作用固定二氧化碳，将无机物转化为氢、高不饱和烷烃、油脂等能源物质；而且微藻生物能源可以再生，燃烧后不排放有毒有害物质，对大气二氧化碳没有净增加。 “微藻是未来重要的可再生能源之一。”中国海洋大学教授潘克厚说，微藻的种质资源丰富，不会因收获而破坏生态系统，可大量培养而不占用耕地；另外，它的光合作用效率高，生长周期短，倍增时间约3-5天，有的藻种甚至一天可以收获两季，单位面积年产量是粮食的几十倍乃至上百倍。而且微藻脂类含量在２０％～７０％，这是陆地植物远远达不到的，可用于生产生物柴油或乙醇，还可望成为生产氢气的一条新途径。

微藻的产油效率相当高，在一年的生长期内，一公顷玉米能产１７２升生物质燃油，一公顷大豆能产４４６升，一公顷油菜籽能产１１９０升，一公顷棕榈树能产５９５０升，而一公顷的微藻能产生物质燃油９５０００升。 据专家介绍，微藻的个体小，木素含量很低，易被粉碎和干燥，用微藻来生产液体燃料所需的处理和加工条件相对较低，生产成本低。而且微藻热解所得生物质燃油热值高，平均高达33MJ/kg，是木材或农作物秸秆的1.6倍。 潘克厚说，微藻在生长过程中还可利用废弃二氧化碳，从而与二氧化碳的处理和减排相结合，国外已经有利用发电厂排放的废弃二氧化碳生产微藻的尝试，占地1平方公里的养藻场一年可以处理5万吨二氧化碳。 中科院青岛生物能源与过程研究所生物制氢团队负责人郭荣波说，微藻比植物有更高的光能转化效率，据估计，微藻生物质产量可达到陆地植物的300倍。而且微藻生长的适应性强，海水、淡水都可以养殖，微藻农场可设于任何地点，可以在盐碱地、粘土地、滩涂以及浅海、湖泊养殖，不与粮争地，不与人争粮。“我国盐碱地面积达１．５亿亩，如果用１４％的盐碱地种植微藻，在技术成熟的条件下，生产的柴油量就可满足全国５０％的用油需求。” 专家们认为，我国在薯干、玉米等发酵生产酒精技术上已比较成熟，但每生产一吨酒精需要3吨粮食作为原料。如果每年生产一千万吨酒精，就需要三千万吨玉米，这比我国玉米生产基地—吉林年产量还要大。随着可利用的土地不断减少，在世界范围内，粮食供给越来越成为影响人类生存的大问题，如果每年生产几千万吨酒精，都以粮食为原料，显然是不可能的，而利用微藻来制取酒精和生物柴油，显然是“一举数得”。 人们希望利用太阳能和二氧化碳，通过光合作用获得大量的含油微藻细胞，将油脂从微藻细胞中提取分离出来，再通过催化转化过程将藻油制备成生物柴油或航空煤油。 微藻制油优点多多。首先它不与人争粮，不与粮争地，光合效率高，可充分利用滩涂、盐碱地、沙漠、山地丘陵进行大规模培养，也可利用海水、苦咸水、废水等非农用水进行培养。其产出率高出传统作物数十倍，可有效解决非粮食可再生生物质能源的资源瓶颈。 微藻油脂含量高。在一定的诱导胁迫条件下，某些单细胞微藻可积累相当于细胞干重50%～70%的油脂，这是其他任何油料作物都无法比拟的。 在利用微藻生产生物柴油的同时，还可副产大量的藻渣生物质，作为进一步生产蛋白质、多糖、色素、碳水化合物等的原料，广泛用作高值化学品、保健品、食品、饲料、水产饵料等。 而且特别重要的是，微藻制油具有二氧化碳减排效应。理论上计算，每生产培养1吨微藻，可以捕获1.83吨二氧化碳。

藻类吸收二氧化碳制油发电可行性研究

藻类吸收二氧化碳制油发电可行性研究 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

关于电厂废气经藻类转化为油的可行性研究 张军 自18世纪第一次产业革命以来,世界以惊人的速度消耗着各种化石能源(如煤、石油、天然气等),而化石能源的大量使用使人类面临能源短缺和全球变暖两大危机,因此开发可再生新能源和二氧化碳减排成为21世纪的重要任务。 电厂的废气主要包括二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，这些气体不仅污染环境，而且还会危及到人类的生存。本文就这如何利用藻类吸收二氧化碳制油，同时利用探讨如何消化吸收氮氧化物两个方面来阐述废气的利用的可行性。 1.藻类制油 1.1微藻制油的技术简介 1.1.1微藻制油的原理 微藻制油的原理其实就是利用光合作用，将二氧化碳转化为微藻自身的生物质从而固定了碳元素，再通过诱导反应使微藻自身的碳物质转化为油脂，然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外，进行提炼加工从而生产出生物柴油。其示意图如下 图一微藻制油循环模式示意图 1.1.2藻类制油的优势 产油率高 微藻很像一个太阳光光能驱动的细胞工厂，可以源源不断地将CO2转化为潜在的生物燃料、、饲料以及高价值的生物活性物质。其中，最具有吸引力的是它潜在的生物燃料价值。由于微藻是单细胞结构，它用用极高的光能利用率和营养吸收率，微藻的生长和产油效率是油料作物如大豆的30～100倍。 作物产油率（升/公顷）

玉米145 大豆446 红花779 向日葵952 油菜籽1100 油棕5000 微藻100000 通过对产油率的比较，我们可以发现微藻似乎是唯一的潜在的能完全替代化石燃油的来源。因为微藻不像其它油料作物，它生长极快，而且大多数微藻含有丰富的。微藻含油量最高可以达到生物质干重的80％以上，含油水平在20％～50％。2对环境有益 微藻可以旺盛地消耗高浓度的CO 2和NO 2 ，这些火力发电厂的污染物则是微藻 的营养。来自化石燃料发电厂的废气可以直接通入微藻生产设备，此举既能显着 地提高生产能力，还能清洁空气。微藻利用光合作用固定CO 2 ，将光能转化为化学 能的形势储存于油脂，我们利用油脂生产生物柴油，燃烧后产成CO 2 和水，这一过 程完全符合节能减排的要求，且CO 2 又可被藻类利用。 3不占用耕地 微藻生长不会与农业产生竞争关系，它的生产设备可以是封闭的而且不需要，与传统农业相比节水99％，可以建在远离水源的非农业土地上。有些微藻还能在盐碱环境下生长，所以一些盐碱化土地也能用作培养微藻的场所。 1.1.3.国内外研究现状 1.1.3.1国外现状

产油微藻简介

利用微藻生产能源的概念开始于上世纪中后叶，经过几十年间众多政府部门，科研组织，企业和学者们的努力，目前已经逐步走上了规模化的应用。最近的两三年内，众多的政府和企业开始关注这个产业，并有相当部分大型的能源企业投入了正式的实施。虽然目前面临着许多需要解决的问题，高昂的微藻生产和能源转化的成本，使微藻能源尚不能完全的普及开来。但是考虑到有限的化石能源储量和能源消耗的日益增长，石油、煤、天然气等能源都有消耗殆尽的一天；加之日益严重的全球环境问题，寻找新能源和可再生能源的问题已经面临到人类的面前。 利用太阳能、风能、潮汐能、地热等发电受地域或其他条件的限制限制较大，而且目前还存在着众多非电力驱动的机械，如果要彻底的改变人类能源利用的方式和结构，需要相当相当长的一个时期来改变。而利用微藻来生产生物燃料在目前来看是最好的选择之一，前文已经对此进行了简单的阐述，下表为利用不同生物生产生物柴油的比较。 Comparison of some sources of biodiesel Crop Oil yield (L/ha) Land area needed (M ha) a Corn Soybean Canola Jatropha Coconut Oil Palm Microalgae b Microalgae c 172 446 1190 1892 2689 5950 136,900 58,700 1540 594 223 140 99 45 2 4.5 a For meeting 50% of all transport fuel needs of the United States. b 70% oil (by wt) in biomass. c 30% oil (by wt) in biomass.

海洋微藻产油的现状与前景

2006年，清华大学生物技术研究所将酯交换反应技术与异养转化细胞工程技术整合，提出了利用细胞工程技术获得大量异养藻油、再利用异养藻油制备出高质量生物柴油的方法。研究结果表明，利用异养藻油脂通过酸催化的酯交换反应可获得与传统柴油相当的生物柴油，其应用价值更高。 2008年5月，中科院海洋研究所与山东省花生研究所共同承担的、以海洋藻类为原料生产生物柴油的关键技术及创新材料的研究项目，通过青岛市科技局组织的验收。该项目于2005年申请并得到资助，经过两年来的努力，建立了化学法和脂肪酶法生产生物柴油关键技术与工艺路线，生物柴油的得率达到98%以上，甘油纯度达到分析纯标准，生物柴油各项指标优于国家现行的生物柴油标准GB/T20828-2007，达到德国生物柴油标准。2008年5月17日，中科院高技术局、生物局与中石化石油化工科学研究院联合组织召开了“微藻生物柴油技术研讨会”，并决定成立工作组，研究制定微藻生物柴油技术发展路线图，在中科院与中石化战略框架协议下，积极开展微藻生物柴油技术相关方面的合作。 从2007年10月11日起新奥集团先后投入300万元，建成850平米的实验室；投入100万元建成1000平米国内一流的阳光大棚，用于微藻的中试放大养殖；投入400万元建成一个600平米的微藻回收、油脂提取、生物柴油制备、厌氧发酵中试工艺车间。预计在2009年，新奥集团投入1000万元建设生物能源实验室将落成，建成以后，新奥将拥有3000平米国际一流的生物能源实验室。 新奥集团从2007年10月11日开始启动微藻生物能源的开发，为了迅速赶超国外先进水平，集中人力、物力进行开发，短期内打通了微藻生物能源的工艺，随即启动了中试工艺的开发工作。在微藻筛选及基因工程改造方面，优良的藻种是微藻生物能源产业化的前提。前期，新奥与中科院青岛海洋所建立了合作关系，进行微藻筛选的工作，现在工作已经初见成效，初步筛选得到了13株含油率超过25%的微藻，正在进一步进行放大及调试；同时，我们也从国外购买了11株高含油率的微藻，用于前期实验室的研发工作，其中有3株具有较高的工业开发潜力；采用紫外诱变、EMS诱变、高温强光诱变等手段，完成了1株藻对病虫害、温度等耐受性的提高；初步建立了微藻基因工程方法，正在通过克隆表达光合作用关键酶提高微藻光合作用效率。 光反应器设计建造方面：自主设计建造了8套不同形式的光反应器，用于不

利用微藻制取生物柴油的方法

利用微藻制取生物柴油的研究进展 朱晗生物技术07Q2 20073004104 摘要：随着人口增长的加速，自然资源日益短缺，而且面临着枯竭的危险。传统能源枯竭的焦虑，引起了人们对可再生的生物资源浓厚的兴趣。本文主要讨论了微藻，生物柴油以及利用微藻发酵制取生物柴油的研究进展。 关键词: 微藻; 生物柴油; 发酵 0 前言 生物柴油(Biodiesel)即脂肪酸甲酯, 是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料，是一种可生物降解、无毒的可再生能源。生物柴油是生物质能的一种，作为一种清洁的低碳燃料,其含硫和含氮量均较低,同时灰分含量也很小,所以燃烧后SO2 、NO 和灰尘排放量比化石燃料要小得多,是可再生能源中理想的清洁燃料之一[1]。但是由于较高的原材料成本，生物柴油的价格高于传统柴油,因此选取合适的、低成本的植物油脂资源来积极发展和生产生物柴油是发展的总趋势。利用微藻制取生物柴油，不仅能够降低成本，另外，有些微藻会引起水华，赤潮等爆发，消耗水中大量的溶解氧，并会上升至水面而形成一层绿色的黏质物，使水体严重恶臭，水体中生物大量死亡，因此，如果利用此类微藻资源，还减轻环境负荷。自1988 年以来,许多欧洲国家就已经开始将生物柴油作为传统柴油的替代品加以利用，并取得了较好的效果。本文就利用微藻发酵生物柴油的制取进行综述,并讨论了存在的问题及其应用前景。 1 生物柴油

生物柴油是典型“绿色能源”，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。大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。 目前生物柴油的制取方法主要有以下几种：利用油脂原料合成生物柴油的方法；用动物油制取的生物柴油及制取方法；生物柴油和生物燃料油的添加剂；废动植物油脂生产的轻柴油乳化剂及其应用；低成本无污染的生物质液化工艺及装置；低能耗生物质热裂解的工艺及装置；利用微藻快速热解制备生物柴油的方法；用废塑料、废油、废植物油脚提取汽、柴油用的解聚釜，生物质气化制备燃料气的方法及气化反应装置；以植物油脚中提取石油制品的工艺方法；用等离子体热解气化生物质制取合成气的方法，用淀粉酶解培养异养藻制备生物柴油的方法；用生物质生产液体燃料的方法；用植物油下脚料生产燃油的工艺方法，由生物质水解残渣制备生物油的方法，植物油脚提取汽油柴油的生产方法；废油再生燃料油的装置和方法；脱除催化裂化柴油中胶质的方法；废橡胶(废塑料、废机油)提炼燃料油的环保型新工艺，脱除柴油中氧化总不溶物及胶质的化学精制方法；阻止柴油、汽油变色和胶凝的助剂；废润滑油的絮凝分离处理方法。 生物柴油优点很多，如具有良好的环境属性；具有较好的低温发动机启动性能；具有较好的润滑性能；具有较好的安全性能；具有良好的燃料性能；具有可再生性能。 综观国际上的发达国家如美国、德国、日本，到次发达的南非、巴西、韩国，到发展中的印度、泰国等，均在发展石油替代产业的国际政策制度、技术完善、装置建设和车辆制造等方面提供了良好的借鉴，为中国走特色石油替代之路铺平了道路。特别是巴西经验，更具实际意义[2]。

微藻产油综述

批判着看微藻类生物柴油 摘要 微藻类油的定量生产往往被高估。生产1 kg的藻类柴油所投入的盐分近似于1 kg矿物柴油的实际价格。电能生产微藻生物柴油的费用总额是消耗相同数量电能产生的收入的数倍。微藻培养作为食物的生物价值比作为燃料要高的多。普遍认同的观点是资金应该投资于微藻生物质生产，用来生产食品添加剂，饲料和药品。其目的是为了防止在微藻类生物柴油上做太过草率的决定和投资。 关键词：生物柴油/微藻 1.简介 生产微藻油是一个古老的想法，这些想法几乎每十年反复出现，到现在已经持续了50年了。从本世纪一开始，微藻一直被认为可能是柴油燃料良好的可再生来源。藻脂肪酸转化为甲酯或者乙酯可以用作生物柴油。全世界各地都在使用这个方法，同时这种方法常常被一厢情愿的证据支撑着。现如今人们甚至可以在网络上找到许多电子书或者其它的来源卖“在家”或者“在车库”里生产海藻类生物柴油的方法。事实上，几乎用任何有机体作为来源来生产生物柴油都没有很多技术障碍。作为一个跨学科的事业，藻类柴油的方法需要能光合自养的生物技术和化学工业方面的理论知识以及实际生活经验。大部分情况下，实际的生活经验主要基于实验室的观察和小型的户外设备。乐观的结果往往来自于更大体积或者表面积层面上的推断。

Chisti的图表上显示微藻生物量应该相当便宜，为了使微藻生物柴油的生产经济合理，原油应该更加昂贵。针对微藻生物量主要成本减少的研究和开发值得融资，但是微藻生物柴油的生产现如今完全是毫无理由的冒险。特别要说的是，这对中小企业来说简直就是灾难。这和Schneider的观点不谋而合，同时和Carlsson发表的结果相吻合。关于藻类生物柴油，他们俩都参考了Gerald Cysewski的言论：“如果不是微藻类，我根本看不到这种情况。” 在一个讲座中，Venter提到转基因藻类对于生物燃料的生产有着很好的前景。然而，初步选定的高产且单一栽培的品种不能轻易种植在室外的池塘或者咸水湖。水池里的原生品种将会占主导地位，这些品种将与新引进的藻类品种竞争。可以通过基因操作增加藻类三酰甘油的含量，但是增长率可能还是维持在一个有限的数字，因为增长率和三酰甘油的含量逆相关。高含油脂的品种也已经可供使用。对其中一些品种来说，报道称含油量80%的品种没有把焦点放在其相当低的增长率。另外我们不禁要问：“在这些高产的品种中，我们把什么称作油类，是三酰甘油还是全部的油脂？” 我们不质疑生物柴油其它来源的经济相关性，比如说更高等的植物，要么是普通含油的物种要么是新奇含油的物种。一世纪之前，R.Diesel做过实验，他用植物油作为燃料来发动引擎。高等植物的优势在于不断的二氧化碳供应，而藻类则需要搅拌以确保二氧化碳这种极其重要成分的供应。植物通过它们的叶子来接收和使用直射光，反射光以及耗散光，而藻类只能使用到达水分表面的光。藻类培育的

微藻制油

李乃胜：关于发展海藻生物能源的认识与建议 生物质能源是地球上最普遍的一种可再生能源，它是通过植物光合作用，将太阳能以化学能的形式贮存在生物体内的一种能量形式，被称为绿色能源。就我国生物燃料资源来说，18亿亩耕地生产的粮食、60亿亩山林草场生产的树木杂草、300万平方公里（折合45亿亩）海域生产的海藻大致各占三分之一。我国的渤海、黄海、东海、南海，按自然疆界可达473万平方公里，向外海延伸至国际公共海域，可以说蕴含着可供开发的海量的生物燃料资源。 就全球来说，藻类也是一种数量巨大的可再生资源，也是生物燃料的重要来源。地球上生物每年通过光合作用可固定8×1010吨碳，生产14.6×1010吨生物质，其中一半以上应归功于藻类光合作用。 关于美国的微型曼哈顿计划 二次世界大战期间，美国完成了研制原子弹的曼哈顿计划。2007年，又推出微型曼哈顿计划，其宗旨是向海洋藻类要能源，以帮助美国摆脱严重依赖进口石油的窘境。能以“微型曼哈顿计划”命名，其重要性可见一斑。 微型曼哈顿计划由美国点燃燃料公司倡导发起，以美国国家实验室和科学家的联盟为主体，到2010年实现藻类产油的工业化，达到每天生产百万桶生物原油的目标。为此，美国能源部以圣地亚国家实验室牵头，组织十几家科研机构的上百位专家参与这一宏伟工程。 理论上说，如果种植2000万至4000万英亩的藻类，它们产生的生物原油总量可以达到目前美国原油进口数量，也就是说，可以真正起到替代进口的作用。微型曼哈顿计划的目标就是要将这一设想变成现实。根据计划，一部分科学家将寻找并培育产油率高的藻类植物；一部分科学家将致力于研究如何降低藻类植物的收获成本；另一部分人则研究如何从藻类植物中提取油脂。 微型曼哈顿计划的出台带动了藻类生物燃料开发热潮。目前除了“点燃燃料”公司之外，科罗拉多州的索力克生物燃料公司也正在开发类似的藻类制油工艺。尤他州州立大学的科学家也宣布利用一种全新技术从藻类中提取出了油，正在将其转化为生物柴油，他们期望到2009年能生产出在价格上有竞争力的藻类生物柴油。 这一计划重新燃起了美国新一轮的藻类生物“原油”研发热潮。实际上，有关藻类作为一种生物燃料的研究已开展多年。20年前，美国国家再生能源实验室曾对此进行了研究，只不过由于当时油价太低，藻类制油的成本没有竞争力，使研究计划于1996年中止。