如何从藻类提取生物燃料

2009 年3月底，发改委宣布将汽、柴油 源有很多优势——微藻几乎能适应各种生长为，高成本是目前的主要障碍。因为利用高

价格每吨分别提高290元和180元。这是自 环境，不管是海水、淡水、室内、室外，还 等植物和微藻生产生物质能源，其能量都来

今年1月15日成品油定价机制改革以来，根 是一些荒芜的滩涂盐碱地、废弃的沼泽、鱼 自于太阳光。地球上单位面积、单位时间内

据“原油成本定价法”实施的首次油价调整。 塘、盐池等都可以实现种植；微藻产量非常 接受到的太阳光能是在限定范围内的，要生

对此，国家发改委给出的解释是：油价调整高，一般陆地能源植物一年只能收获一到两 产大量的生物燃料，必须依赖于大规模的植

鉴于近期国际油价持续上涨。 季，而微藻几天就可收获一代，而且不因收 物或微藻生产面积。此外还要把这些微藻从

尽管金融危机爆发以后，全球原油价格 获而破坏生态系统，就单位面积产量来说广大面积上收集起来，再进行工业加工。因

不断下跌，但是石化能源消耗的不可持续性比玉米高几十倍；不占用可耕地，藻类可以 此，生产、收集和运输所耗费的能量与其可

是不可能改变的，人们早就把眼光投向了生种植在海洋或露天的池塘，因而可利用不同 产出的能量之间的比例，是决定生物能源产

物质能源领域。生物质能源是地球上最普遍 类型的水土资源，具有不与传统农业争地 业发展的关键。也就是说，微藻只有在单位

的一种可再生能源，它是通过植物光合作用， 的优势；产油率极高，微藻含有很高的脂类 面积上高密度产出，才是相对于其他高等植

将太阳能以化学能的形式贮存在生物体内的（20% ～70%）、可溶性多糖等，1公顷土地 物产油的优势关键所在。

一种能量形式，被称为绿色能源。但是如果的年油脂产量是油菜籽的80 倍；微藻加工 但以目前的技术水平，微藻培养也存在

用玉米、高粱等粮食来制作乙醇等生物质能工艺相对简单，微藻没有叶、茎、根，不产 单位面积生产能耗大、投入成本高的问题，

源，将威胁全球的粮食安全。因此，对于生生无用生物量，易于被粉碎和干燥，预处理 因此，要使微藻生物柴油成为真正的替代能

物质能源的原料，人们的目光一直集中在传成本比较低微；微藻热解所得生物质燃油热 源，降低微藻的生产能耗和成本至关重要。

统的陈化粮、木质素、动物油脂等领域，然 值高，平均高达 33MJ/kg（兆焦尔/千克）， 徐旭东说，微藻的大规模培养主要有开

而对于生物质能源的重要来源、开发前景同是木材或农作物秸秆的1.6 倍；最后，有利 放池和密闭反应器两类方式。开放池培养成

样广阔、属水生植物的藻类却认识不足。 于环境保护，藻类植物能捕获空气中的二氧 本相对较低，但是藻类生长所达到的细胞密

作为一种重要的可再生资源，藻类具有 化碳，有助于控制温室气体排放。 度较低，某些情况下容易被当地其他微藻侵

分布广泛、生物量大、光合作用效率高、环 微藻种植可与二氧化碳这样的温室气体 染，水蒸发量大；密闭培养可达到较高的藻

境适应能力强、生长周期短、产量高等突出地处理和减排相结合，据统计，占地1平方 细胞密度，不易被杂藻侵染，水蒸发量小，

特点。而藻类中的微藻，更是遍布全球的浮公里的养藻场可年处理5万吨二氧化碳，而 但反应器造价和运转成本较高。因此，前途

游植物，它在海洋、淡水湖泊等水域或是潮且微藻不含硫，燃烧时不排放有毒有害气体， 是需要发展出集二者优点，而回避各自缺点

湿的土壤、树干处，在任何有光照且潮湿的整个产油过程非常清洁。 的新型培养方式。此外，微藻培养液中细胞

地方都能生存。而每年由微藻光合作用固定 据估算，我国盐碱地面积达1.5 亿亩， 只占很小一部分，绝大部分是水，还需要发

的二氧化碳，竟达全球二氧化碳固定量的假如用14% 的盐碱地培养种植微藻，在技 展出低能耗的收集细胞，并循环使用培养液

40%以上。微型藻生物技术的开发，将为我 术成熟的条件下，生产的柴油量可满足全国 的技术。

国提供新的能源途径。 50%的用油需求。尽管利用微藻生产生物质能源困难重

新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源。包括：太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

特点是：

1)资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用；

2)能量密度低，开发利用需要较大空间；

3)不含碳或含碳量很少，对环境影响小；

4)分布广，有利于小规模分散利用；

5)间断式供应，波动性大，对持续供能不利；

6)除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。

可再生能源包括：太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。

特点是它们在自然界可以循环再生。

共性：优于不可再生能源

乌普萨拉大学与斯坦福大学一样，都在研究以藻类为基础的发电电池组，斯坦福大学的研究人员通过藻类细胞内部的活动来获得电流。该小组设计了一种金质电极，可通过细胞膜，然后围绕在细胞周围。而这个细胞还是活着的，进行着光合作用，科学家正是基于光合作用而获得化学能量转换成电能的。

植物进行光合作用时，叶绿素不但能把水分解为氢和氧，而且还能把氢分解为带电荷的氢离子和带负电荷的电子。此时，植物体内会有电流产生，然后白白地消耗掉了。如果用人工的方法控制这个产生电流的过程，就可以积累植物中的电量，为人们提供生活和工业所需的用电。

研究人员对植物叶绿素发电进行了实验，把从菠菜叶内提取的叶绿素与卵磷脂混合，涂在透明的氧化锡结晶片上，用它作为正极安置在“透明电池”中，当它被太阳光照射时，就会产生电流。研究表明，用叶绿素制造的电池能把太阳能的30%转换成电能，而现有的多数太阳能电池板仅能把10%～20%的太阳能转变为电能。因此，利用植物进行太阳能发电应该比太阳能电池板发电的潜力更大。 荷兰的设计师麦克·汤姆森（MikeThompson）利用藻细胞中的叶绿体获得电流来驱动灯泡。拉托恩具有开创性的设计，该灯采用直径仅为30纳米的电极和其他器件，利用藻类细胞能够产生1.2pA的电流。此外，该产品还具备了光传感器，能够调节产生的电流，为藻类的生存留下足够的能量。设计师表示，藻类也是需要照顾的宠物。

这款灯设计使用LED提供照明，这样既可以提高能源的利用效率，在停电和发生自然灾害的情况下也不会受到影响。这款产品还未投入量产，包括设计师在内的很多人认为这款灯在2035年投入量产并大规模使用较为合适。 全球首座藻类供电建筑2013年在德国汉堡落成。这座被命名为BIQ House的绿色供电建筑，外部由具备环境适应能力的藻类组成，并作为一项城市地区绿色自给供电建筑的实验楼。据设计师预测，这一栋藻类供电建筑能够从根本上改变德国接下来50年的能源供给途径。只要利用得当并普及开来，无论是机器人制造领域、农场生产还是家用供电都将受益。

藻类生物很好地适应当地环境并存活了下来，外部的透明玻璃实则是一个微生物反应器，里面的藻类能够通过吸收太阳光，在这一反应器里快速生长并且为整栋建筑供电。不仅如此，BIQ House特殊的外部构造吸收了大部分太阳光，使得室内十分凉爽。由三家来自不同国家的建筑设计室打造，BIQ House将在汉堡的国际建筑展中参展。

图册资料来源 位于澳大利亚新南威尔士州的贝丝沃特发电站将成为全世界第一个种植藻类来捕捉二氧化碳的发电站，这些藻类随后还可以转化为可再生的柴油和航空燃料。计划将其排放的一部分二氧化碳注入育有藻类的密封水箱中。水箱里吸收了二氧化碳的藻类收获后经过处理将成为生物燃料。这项耗资1.4亿美元（约为8.6亿元人民币）的计划得到了澳大利亚联邦政府、新南威尔士州政府及澳大利亚麦考瑞电力公司的支持。

在2014年开始进行的第一阶段里，贝丝沃特发电站的排气烟囱将向400个与集装箱差不多大小的密封水箱中注入排放出的二氧化碳，以刺激水箱中人工藻类的繁殖。这些藻类从本质上来说是一种植物油，它们将在附近的工厂中接受处理成为可出售的燃料。该计划对贝丝沃特发电站碳排放量造成的改变很微小，但不容忽视。该发电站每年排放二氧化碳1900万吨，这项计划预计可以捕获其中的27万吨，并且在未来几年中逐渐增长到130万吨。这种处理藻类的方式造成的浪费也相对较小，转化为燃料废弃的藻类残渣将用于生产家畜饲料。

可以用作能源的植物。随着化石能源的不断面临枯竭，人们开始在世界范围内寻找替代能源。

可作为能源的植物种类很多，主要是某些农作物及有机残留物，林木、森林工业残留物，藻类、水生植物也是有待开发的能源植物。使用植物作为能源，可以作为固体燃料，或借助科学方法转换为炭、可燃气或生物原油等。林业能源方面，培植生长快、光合作用效率高、繁殖力强的树木在国外已受到重视。中国林业科学研究院试验研究，列出60余种能源植物。森林能源的利用方法有两种：通过干馏来提取煤气、焦油和炭；直接进行燃烧，石油植物也是近年来开辟的一个新领域。

石油是不可再生的能源，故它的枯竭是不可避免的，必然的。所以许多国家都在进行替代能源的研究，能源植物的研究便应运而生了。美国诺贝尔奖获得者卡尔教授，早在1984年就开发出首个人工石油植物，得到每公顷120-140桶原油的收成。美国现已种植石油植物达几百万亩之多，英国也开发了150万亩，而瑞士更制订计划利用植物石油取代全国半数石油消耗量。

欧洲和北美也大量种植多年生草本植物，作为燃料发电，如象草就是这样一种植物。英国还查明，草原网草，大网茅和高沙草等植物的生长速度快，是种植的重要能源植物。还有大戟科的大戟属，红雀珊瑚属和海漆属，也是理想的燃料植物。

树海桐，又叫石油果 ，是一种潜在的石油代用品。巴西的香波树，在树上挖个洞，油就会流出来。美国的黄鼠草，西海岸的巨型藻，澳大利亚的丛粒藻等也能提炼出石油来。

我国也不乏石油植物，如海南的汕楠树，还有桉树，都能高产石油。经科学家鉴定，有生产价值的能源植物，生长在亚太地区的，就有10多种草本植物，18种灌木，23种乔木和18种灌木。

富含类似石油成分的能源植物

续随子、绿玉树、西谷椰子、西蒙得木、巴西橡胶树等均属此类植物。例如巴西橡胶树分泌的乳汁与石油成分极其相似，不需提炼就可以直接作为柴油使用，每一株树年产量高达40L。我国海南省特产植物油楠树的树干含有一种类似煤油的淡棕色可燃性油质液体，在树干上钻个洞，就会流出这种液体，也可以直接用作燃料油。

富含高糖、高淀粉和纤维素等碳水化合物

利用这些植物所得到的最终产品是乙醇。这类植物种类多，且分布广，如木薯、马铃薯、菊芋、甜菜以及禾本科的甘蔗、高粱、玉米等农作物都是生产乙醇的良好原料。

富含油脂的能源植物

这类植物既是人类食物的重要组成部分,又是工业用途非常广泛的原料。对富含油脂的能源植物进行加工是制备生物柴油的有效途径。世界上富含油的植物达万种以上，我国有近千种，有的含油率很高，如桂北木姜子种子含油率达64.4%，樟科植物黄脉钓樟种子含油率高达67.2%。这类植物有些种类存储量很大，如种子含油达15%～25%的苍耳子广布华北、东北、西北等地，资源丰富，仅陕西省的年产量就达1.35万吨。集中分布于内蒙、陕西、甘肃和宁夏的白沙蒿、黑沙蒿，种子含油16%～23%，蕴藏量高达50万t。水花生、水浮莲、水葫芦等一些高等淡水植物也有很大的产油潜力。

用于薪炭的能源植物

这类植物主要提供薪柴和木炭。如杨柳科、桃金娘科桉属、银合欢属等。目前世界上较好的薪炭树种有加拿大杨、意大利杨、美国梧桐等。近来我国也发展了一些适合作薪炭的树种，如紫穗槐、沙枣、旱柳、泡桐等，有的地方种植薪炭林3~5年就见效，平均每公顷薪炭林可产干柴15t左右。美国种植的芒草可燃性强，收获后的干草能利用现有技术轻易制成燃料用于电厂发电。

可再生能源的发展前景随着越来越多的国家采取鼓励可再生能源的政策和措施，可再生能源的生产规模和使用范围正在不断扩大，2007年全球可再生能源发电能力达到了24万兆瓦，比2004年增加了50%。2007年至少有60多个国家制订了促进可持续能源发展的相关政策，欧盟已建立了到2020年实现可持续能源占所有能源20%的目标，而中国也确立了到2020年使可再生能源占总能源的比重达到15%的目标。

自2006年1月可再生能源法实施以来，中国可再生能源已经进入快速发展时期。2007年中国可再生能源项目的投资总额已达到120亿美元，名列世界第二。2008年11月起陆续公布的4万亿投资计划中，也毫无悬念地出现了发展新型清洁能源的投资计划，天然气、核能、水能已经成为优先发展的目标。

根据中国中长期能源规划，2020年之前，中国基本上可以依赖常规能源满足国民经济发展和人民生活水平提高的能源需要，到2020年全国可再生能源利用总量将相当于6亿吨标准煤，对中国能源结构调整，减少温室气体排放，保护生态环境将发挥更大作用。

生产技术

生物柴油生产

化学法

国际上生产生物柴油主要采用化学法，即在一定温度下，将动植物油脂与低碳醇在酸或碱催化作用下，进行酯交 换反应，生成相应的脂肪酸酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，生产设备与一般制油设备相 同，生产过程中副产10%左右的甘油。但化学法生产工艺复杂，醇必须过量；油脂原料中的水和游离脂肪酸会严重影响生物柴油 得率及质量；产品纯化复杂，酯化产物难于回收，成本高；后续工艺必须有相应的回收 装置，能耗高，副产物甘油回收率低。使用酸碱催化对设备和管线的腐蚀严重，而且使用酸碱催化剂产生大量的废水，废碱（酸）液排放容易对环境造成二次污染等。

生物酶法

针对化学法生产生物柴油存在的问题，人们开始研究用生物酶法合成生物柴油，即利用脂肪酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯乙酯。酶法合成生物柴油对设备要求较低，反应条件温和、醇用量小、无污染排放。需以大豆油为原料，采用固定化酶的工艺，酶用量为 油的30%，甲醇与大豆油摩尔比为12:1，反应温度40℃，反应10h生物柴油得率为92%。因酶成本高、保存时间短，使得生物酶法制备生物柴油的工业化仍不能普及。此外，还有些问题是制约生物酶法工业化生产 生物柴油的瓶颈，如脂肪酶能够有效地对长 链脂肪醇进行酯化或转酯化，而对短链脂肪醇转化率较低（如甲醇或乙醇一般仅为40%—60%）；短链脂肪醇对酶有一定的毒性，酶易失活；副产物甘油难以回收，不但对产物形成抑制，而且甘油也对酶也有毒性。

超临界法

即当温度超过其临界温度时，气态和液态将无法区分，于是物质处于一种施加任何压力都不会凝聚的流动状 态。超临界流体密度接近于液体，粘度接近于气体，而导热率和扩散系数则介于气体和 液体之间，所以能够并导致提取与反应同时 进行。超临界法能够获得快速的化学反应和很高的转化率。Kusdiana和Saka发现用 超临界甲醇的方法可以使油菜籽油在4min 内转化成生物柴油，转化率大于95%。但反 应需要高温高压，对设备的要求非常严格，在大规模生产前还需要大量的研究工作。

生物乙醇生产

生物乙醇的生产是以自然界广泛存在的纤维素、淀粉等大分子物质为原料，利用 物理化学途径和生物途径将其转化为乙醇的一种工艺，生产过程包括原料收集和处理、糖酵解和乙醇发酵、乙醇回收等三个主要部分。发酵法生产燃料酒精的原料来源很多，主要分为糖质原料、淀粉质原料和纤维素类物质原料，其中以糖质原料发酵酒精的 技术最为成熟，成本最低。木质纤维原料要先经过预处理再酶解发酵，其中氨法爆破（ammonia fiber explosion）技术， 被认为是最有前景的预处理方法。随着耐高温、耐高糖、耐高酒精的酵母的选育和底物流加工艺，发酵分离耦合技术的完善，工业 发酵酒精的成本还将越来越低。

微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，属于低等水生植物，每个微藻平均大约只有5微米。微藻种类繁多，通常是指含有叶绿素A并能进行光合作用的微生物的总称。截至21世纪初已发现的藻类有三万余种，其中微小类群就占了70%，即两万余种。但是，限于不同藻类对生存环境的需求，并不是所有的微藻都能用于人工培养，目前(2012年)有大量培养或生产的微藻分属于4个藻门：蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。微藻 - 生物学特性与其他生物相比，微藻具有如下特点：1、最低等的、自养的放氧植物2、单细胞结构，呈群体或丝状的，大多数是浮游藻类3、种类繁多、分布极其广泛的一个类群4、在海洋、淡水湖泊等水域，或是潮湿的土壤、树干等处，在有光及潮湿的任何地方都能生存5、生长周期短(几天)6、微藻可直接利用阳光、二氧化碳和含氮、磷等元素的简单营养物质快速生长，并在细胞内合成大量油脂，含量可达细胞干重的30%~70%，其中生长快的微藻藻种通常含油量为10%～20%，含油量大于60%的藻种则生长速度较慢7、微藻细胞小、细胞壁大多坚硬，因此用于制造生物柴油需要具有较好的藻体收获和细胞破壁技术8、对水有净化作用。微藻 - 成分微藻细胞中含有：蛋白质、脂类、藻多糖、β-胡萝卜素、多种无机元素，如Cu、Fe、Se、Mn、Zn等高价值的营养成分和化工原料。1、蛋白质微藻的蛋白质含量很高，粗蛋白含量超过60%，生物学产量高于任何作物，是单细胞蛋白(SCP)的一个重要来源。2、多种维生素微藻所含的维生素A、维生素E、硫胺素、核黄素、吡多醇、维生素B12、维生素C、生物素、肌醇、叶酸、泛酸钙和烟酸等增加了其作为SCP的价值。3、胡萝卜素微藻中类胡萝卜素含量较高，藻粉中β-胡萝卜素含量高达14%，具有着色和营养的作用。4、甘油藻细胞中甘油含量较高，是优质的化妆品原料，也是化工、轻工和医药工业中用途极广的有机中间体。5、藻多糖藻多糖复合物可作为免疫佐剂增强抗原性和机体免疫功能，明显抑制实体瘤S180起到抗肿瘤的作用。微藻 - 用途医药工业截至2012年，已开发出的产品有天然胡萝卜素口服液、冲剂、口含片、水分散型干粉等产品。21世纪初对不饱和脂肪酸(DHA、RHA)在婴儿食品和保健品中的使用都深受人们的欢迎。微藻胶体(ECP)有较强的抗肿瘤活性引起国内外专家的关注。食品工业藻类蛋白的生产正在迅速发展，小球藻、栅列藻、新月藻、螺旋藻己被用作蛋白质来源，小球藻、螺旋藻、杜氏盐藻还以粉剂、丸剂、提取物等形式投放保健品市场或用作食品添加剂。动物饲料人工培养用作浮游动物的饵料，成功地用在饲养鱼类或作动物性浮游生物(如红虫、牡蛎等)。环境检测微藻的生长状况能直接反映水质情况，判断空气中的毒性气体，打破常规气体样品的分析和检测，Naessens. M等人将小球藻固定在疏水膜上和膜电极相连制成生物反应器，反映空气甲醇蒸气和四氯乙烯含量。Podola B等人改用调制荧光仪检测(PAM -2000)莱茵衣藻以监测气体中的甲醇、甲醛 。环境净化Chung P.废将水处理和单细胞蛋白(SCP)的生产结合，对沼气厌养发酵的猪粪废水进行处理，螺旋藻产量为5g /m2 /d。利用反应器挂膜技术可解决藻类和水的后续分离的问题。微藻生长脱氮除磷、难降解有机物、及Co、Mn、Hg等重金属离子。微藻还能吸收一定浓度NOx, SOx, H2S，在挪威、日本早已开始研究培养微藻进行环境保护。生物技术微藻生长周期短、耐受性的基因是生物技术关注的热点，开发新型的微藻-生物反应器，利用藻类蛋白生产口服疫苗等，用活性物质制成干粉，口服。王义琴等人将防御素基因转入椭圆小球藻细胞内，生产昂贵的防御素已取得一定的成果，但仍有一个巨大的未知藻类待人们去开发。可再生能源制造微藻是制备液体燃料的良好原料。微藻热解制备的生物质燃油热值高，是木材或农作物秸秆的1.4～2倍。与其他生物材料相比，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。而且不和食物争夺农田，它们可生长在田边地角，甚至是农业和生活废水中。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。

微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。 藻类个体大小悬殊，其中，只有在显微镜下才能分辨其形态的微小藻类类群被人们称为微藻（microalgae），故此微藻不是一个分类学上的名称。

综合应用及前景

医药工业

天然β-胡萝卜素具有抑制肿瘤、抗辐射和升高白细胞等作用，尤其对萎缩性胃炎、口腔溃疡、皮肤疾病和放化疗患者有着明显的辅助治疗效果。已开发出的产品有天然胡萝卜素口服液、冲剂、口含片、水分散型干粉等产品。近些年对不饱和脂肪酸（DHA、RHA）在婴儿食品和保健品中的使用都深受人们的欢迎。微藻胶体（ECP）有较强的抗肿瘤活性引起国内外专家的关注。

食品工业

藻类的粗蛋白含量超过60%,生物学产量高于任何作物。藻类蛋白的生产正在迅速发展，小球藻、栅列藻、新月藻、螺旋藻己被用作蛋白质来源，小球藻、螺旋藻、杜氏盐藻还以粉剂、丸剂、提取物等形式投放保健品市场或用作食品添加剂。

动物饲料

微藻的蛋白质含量较高，所含核酸超过常规饲料和食品，人工培养用做浮游动物的饵料，成功地用在饲养鱼类或作动物性浮游生物(如红虫、牡蛎等)。

环境检测

微藻的生长状况能直接反映水质情况，判断空气中的毒性气体，打破常规气体样品的分析和检测，Naessens. M等人将小球藻固定在疏水膜上和膜电极相连制成生物反应器，反映空气甲醇蒸汽和四氯乙烯含量。Podola B等人改用调制荧光仪检测（PAM -2000）莱茵衣藻检测气体中的甲醇、甲醛。

净化环境

Chung P.将废水处理和单细胞蛋白（SCP）的生产结合，对沼气厌养发酵的猪粪废水进行处理，螺旋藻产量为5g /m2 /d。利用反应器挂膜技术可解决藻类和水的后续分离的问题。如今污水处理方法，大都依赖微生物的活动 ，处理后4种营养盐都达到国家排放标准。微藻生长脱氮除磷、难降解有机物、及Co、Mn、Hg等重金属离子。微藻还能吸收一定浓度NOx, SOx,H2S，在挪威、日本早已开始研究培养微藻进行环境保护。

生物技术

微藻生长周期短、耐受性的基因是生物技术关注的热点，开发新型的微藻-生物反应器,利用藻类蛋白生产口服疫苗等，用活性物质制成干粉,口服。王义琴等人将防御素基因转入椭圆小球藻细胞内,生产昂贵的防御素已取得一定的成果，但仍有一个巨大的未知藻类待人们去开发。

可再生能源

藻中富含的酯类和甘油是制备液体燃料的良好原料；微藻热解制备的生物质燃油热值高，是木材或农作物秸秆的1.4～2倍。在世界能源消耗中，生物质能已占14%。将微生物和微藻混合培养，生产高纯度的乙醇、甲醇、丁烷等能源化合物，微藻最大的可利用之处在于其干细胞中含有微藻油70%以上，是亚临界生物技术合成生物柴油的最佳原料，是理想的可再生能源。

我国人口多，增长速度快，耕地面积以每年1.6%的比率递减，光和效率高于常规作物，微藻生产成本低、营养物质丰富、经济效益高、用途广泛的特点，使藻类在各领域的研究工作蓬勃发展，尤其在医药业，对人类的身体健康有着突出的贡献，可带来巨大的经济效益，是一个很有潜力的经济开发项目。

看看这篇文章，你就会选择正确答案了:生物质能的来源 能源是人类活动的物质基础之一，一般新能源主要包含太阳能、核能、海洋能、风能、地热能、水能、生物质能等几种形式，本文主要讲解生物质能的来源。 生物质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。 生物质能源的来源非常广泛，其中主要分为以下几类: 1、清洁能源生物质能从农作物相关的材料中获得 从小麦、玉米、红薯等粮食作物制取燃料乙醇、生物柴油等生物能源，随着粮食安全问题的日益显著，“与人争粮”的问题直接制约着此种方法的发展，极端的说法甚至认为这是粮食价格上涨的主要原因，直接导致了粮食危机。 2、清洁能源生物质能藻类制取 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。我国大规模养殖的微藻包括螺旋藻、小球藻、盐藻、栅藻、雨生红球藻等。山东培育出的富油微藻，最高含油比已经达到68%。 3、清洁能源生物质能从废弃物中获得 农作物秸秆，人畜粪便(人、牛、马、猪、鸡、羊)、农作物秸秆、树叶，杂草，菜叶，淀粉废渣、城市有机垃圾、污水处理厂的污泥等原材料可以通过微生物发酵生成生物沼气的形式，这种方法可以减少此种原料对环境的污染，同时解决了能源的问题。 沼气从1776年被意大利物理学家A.沃尔塔在沼泽地发现后，经过三百多年的发展，因其可再生，既可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源，也可替代煤炭等商品能源，而且能源效率明显高于秸秆、薪柴、煤炭等特点，在全世界的发展热度长久不衰，特别是在农村地区，农村沼气把能源建设、生态建设、环境建设、农民增收链接起来，促进了生产发展和生活文明，是我国能源战略重要的一个环节。 4、清洁能源生物质能从生物质作物中获得 大批涌现的植物如:棕榈树、千年桐、麻风树、黄连木、光皮树、文冠木、柳枝稷、芦竹和荻等，都可作为能源植物生产纤维素乙醇，目前我国已启动能源植物储备计划，按照国家林业局编制的《全国能源林建设规划》、《林业生物柴油原料林基地“十一五”建设方案》，使林业生物质能源达到从原料培育、加工生产到销售利用的“林油一体化”、“林电一体化”发展模式。 能源植物生命力较强，不占用耕地，可以在荒地、滩地、盐碱地、沙地和裸露土地等边际土地上种植，而且还可起到固沙、改善土壤、绿化荒地的作用，很好的解决了生物质能源“与人争粮”的问题。 5、清洁能源生物质能通过转化二氧化碳生成 利用转基因的微生物在阳光的作用下，将二氧化碳和水转化为乙醇或碳氢化合物燃料。 6、清洁能源生物质能从动物相关物中获得 动物体内含有的大量脂肪可以作为制造能源的原料，迄今，已有人提议将有毒的格陵兰鲨肉作为生物燃料之用将食用动物屠宰后的废料羽毛、内脏、血中所含的脂肪提取出来制作为生物燃料。 参考资料:格润清洁能源网

生物能源既不同于常规的矿物能源，又有别于其他新能源，兼有两者的特点和优势，是人类最主要的可再生能源之一。

生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类。从广义上讲，生物质是植物通过光合作用生成的有机物，它的能量最初来源于太阳能，所以生物质能是太阳能的一种，它的生成过程如下： 叶绿素 CO2+H2O+太阳能（CH2O）+O2

叶绿素

每个叶绿素都是一个神奇的化工厂，它以太阳光作动力，把CO2和水合成有机物，它的合成机理目前人类仍未清楚。研究并揭示光合作用的机理，模仿叶绿素的结构，生产出人工合成的叶 生物质和生物能源手册

绿素，建成工业化的光合作用工厂，是人类的梦想。如果这一梦想能实现，它将根本上改变人类的生产活动和生活方式，所以研究叶绿素的机理一直是激动人心的科学活动

生物质能

生物质是太阳能最主要的吸收器和储存器。太阳能照射到地球后，一部分转化为热能，一部分被植物吸收，转化为生物质能；由于转化为热能的太阳能能量密度很低，不容易收集，只有少量能被人类所利用，其他大部分存于大气和地球中的其他物质中；生物质通过光合作用，能够把太阳能富集起来，储存在有机物中，这些能量是人类发展所需能源的源泉和基础。基于这一独特的形成过程，生物质能既不同于常规的矿物能源，又有别于其他新能源，兼有两者的特点和优势，是人类最主要的可再生能源之一。

生物质能的分类

生物质具体的种类很多，植物类中最主要也是我们经常见到的有木材、农作物（秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳等）、杂草、藻类等。非植物类中主要有动物粪便、动物尸体、废水中的有机成分、垃圾中的有机成分等。

编辑本段可观的数目

由于地球上生物数量巨大，由这些生命物质排泄和代谢出许多有机质，这些物质所蕴藏的能量是相当惊人的。根据生物学家估算，地球上每年生长的生物能总量约1400—1800亿吨（干重），相当于目前世界总能耗的10倍。我国的生物质能也极为丰富，现在每年农村中的秸秆量约6.5亿吨，到2010年将达7.26亿吨，相当于5亿吨标煤。柴薪和林业废弃物数量也很大，林业废弃物（不包括炭薪林），每年约达3700万m3，相当于2000万吨标煤。

编辑本段地位

随着人类大量使用矿物燃料带来的环境问题日益严重，各国政府开始关心重视生物质能源的开发利用。虽然各国的自然条件和技术水平差别很大，对生物质能今后的利用情况将千差万别，但总的来说，生物质能今后的发展将不再像最近200多年来一样日渐萎缩，而是重新发挥重要作用，并在整个一次能源体系中占据稳定的比例和重要的地位。

编辑本段影响生物质能开发利用的因素

简述

影响生物质能开发利用的因素很多，所以不同的预测方法结果差别很大，从100到300EJ，但不论哪种预测方法都说明了生物质在未来的能源体系中有特别重要的意义，不论那个时 合肥金意公司生物柴油炼油平台

间，生物质能总是总能耗的10-30%之间。

化学角度看

从化学的角度上看，生物质的组成是C-H化合物，它与常规的矿物燃料，如石油、煤等是同类。由于煤和石油都是生物质经过长期转换而来的，所以生物质是矿物燃料的始祖，被喻为即时利用的绿色煤炭。正因为这样，生物质的特性和利用方式与矿物燃料有很大的相似性，可以充分利用已经发展起来的常规能源技术开发利用生物质能。但与矿物燃料相比，它的挥发组分高，炭活性高，含硫量和灰分都比煤低，因此，生物质利用过程中SO2、NOx的排放较少，造成空气污染和酸雨现象会明显降低；这也是开发利用生物质能的主要优势之一。

色能源

生物能源又称绿色能源,是指从生物质得到的能源,它是人类最早利用的能源.古人钻木取火,伐薪烧炭,实际上就是在使用生物能源. “万物生长靠太阳”，生物能源是从太阳能转化而来的，只要太阳不熄灭，生物能源就取之不尽。其转化的过程是通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质，生物能的使用过程又生成二氧化碳和水，形成一个物质的循环，理论上二氧化碳的净排放为零。生物能源是一种可再生的清洁能源，开发和使用生物能源，符合可持续的科学发展观和循环经济的理念。因此，利用高新技术手段开发生物能源，已成为当今世界发达国家能源战略的重要内容。 但是通过生物质直接燃烧获得的能量是低效而不经济的.随着工业革命的进程,化石能源的大规模使用,使生物能源逐步被煤和石油天然气为代表的化石能源所替代.但是,工业化的飞速发展,化石能源也被大规模利用,产生了大量的污染物,破坏了自然界的生态平衡,为了进行可持续发展,以及化石能源的弊端日益显现,生物能源的开发和利用又被人们所侧重. 张国宝会见美国能源部助理部长卡斯纳先生

哪些生物质能

因此,人类走向以生物能源开发利用为标志的可再生能源时代,意义十分重大:能大量利用农村的土地,提高农民收入.直接增加能源供给,改善大气环境,使二氧化碳的排放与吸收形成良性循环,缓解二氧化碳排放的压力.当前生物能源的主要形式有沼气,生物制氢,生物柴油和燃料乙醇. 沼气是微生物发酵秸秆,禽畜粪便等有机物产生的混合气体,主要成分是可燃的甲烷.生物氢可以通过微生物发酵得到,由于燃烧生成水,因此氢气是最洁净的能源.生物柴油是利用生物酶将植物油或其他油脂分解后得到的液体燃料,作为柴油的替代品更加环保.燃料乙醇是植物发酵时产生的酒精,能以一定比例掺入汽油,使排放的尾气更清洁.虽然现在的主要能源还是化石能源,但是生物能源的前途无量.虽然生物能源的开发利用处于起步阶段,生物能源在整个能源结构中所占的比例还很小,但是其发展潜力不可估量.以我国为例,目前全国农村每年有7亿吨秸秆,可传化为1亿吨的酒精.南方有大量沼泽地,可以种植油料作物,发展生物柴油产业.加上禽畜粪便,森林加工剩余物等.我国现有可供开发用于生物能源的生物质资源至少达到4.5亿吨标准煤,相当于我国2000年全部一次能源消费的40%.

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