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1、微藻生物能源,Page 2,微藻生物能源,Page 3,NO.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.,Page 4,为什么选择微藻？,Page 5,Page 6,Page 7,与一些产油植物相比，利用微藻生产生物柴油的优势在于以下几个方面：,优势,微
2、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,Page 8,NO.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：,Page 9,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/Aquatic Species Program”，起初是以生物氢为目的。,2.1982 年逐渐转向了生物柴油和燃料酒精方面。3.除美国外，以色列
3、、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。,Page 10,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：,Page 11,NO.3微藻制备生物燃料简介,Page 12,光反应发生器,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,NO.3,开放池法,NO.2,封闭环路系统法,Page 14,制备方法,Page 15,光合反应器法利弊：简便易行、成本
4、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，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）,Page 16,微藻油的提取是降低成本的关键,Page 17,微藻生物炼制技术降低微藻生物柴油商业化成本的出路,Page 18,“工程微藻”法生产生物柴油，为柴油
5、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”。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
6、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。,Page 19,NO.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
7、化财团：由加州大学带领，这个财团将集中开发藻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Cellana公司带领，这个财团将试验在海水中生长的微藻大规模生产燃料。任务包括将新的藻类收获技术与中型规模培殖试验床构成一体化，并开发海洋微藻类作为水产养殖产业的动物饲料。(900万美元),Page 20,国内主要研究单位,Page 21,国内研究：,波音与中科院青岛生物能源与过程研究所建立生物燃料研究实验室 2010年5月，中科院青能所与波音公司签署协议建立联合实验室，致力于建立微藻航空生物燃料技术、航空
8、生物燃料加工炼制技术等研发平台，建成微藻航空生物燃料中试系统，提供高品质航空生物燃料产品，推动可持续航空生物燃料的技术研发与产业示范。9月2日，由中科院青能所与波音公司共同投资组建的“可持续航空生物燃料联合研究实验室”在青岛揭牌。,Page 22,08年新奥公司微藻固定CO2生物柴油年中试成功，利用管道式及平板式光生物反应器从事能源微藻培养的中试、能源微藻分子生物学改造等。,Page 23,微藻生物燃料的前景:,世界各国在微藻的选育、规模培养、生物炼制与产品开发等相关方面都进行了大量的尝试与研究，并积累了许多成功的经验，未来一定会实现微藻生物能源的产业化。 我国是一个能源消费大国,能源的供应已影响到社会和谐的方方面面，而生物能源作为新型可再生能源,必将在经济和工业发展中起到至关重要的作用。对能源微藻进行生态培养和综合开发，是未来微藻能源产业的一个重要发展方向。特别是工程微藻无疑是制备生物能源原料的优良替代品,具有广阔的开发利用前景。,谢谢,
