微藻是什么?
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。
随着经济的发展和社会的进步,世界各国将会更加重视环境保护和全球气候变化问题,通过制定新的能源发展战略、法规和政策,进一步加快可再生能源的发展。
从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看,今后发展较快的可再生能源除水能外,主要是生物质能、风能和太阳能。生物质能利用方式包括发电、制气、供热和生产液体燃料,将成为应用最广泛的可再生能源技术。风力发电技术已基本成熟,经济性已接近常规能源,在今后相当长时间内将会保持较快发展。太阳能发展的主要方向是光伏发电和热利用,近期光伏发电的主要市场是发达国家的并网发电和发展中国家偏远地区的独立供电。太阳能热利用的发展方向是太阳能一体化建筑,并以常规能源为补充手段,实现全天候供热,提高太阳能供热的可靠性,在此基础上进一步向太阳能供暖和制冷的方向发展。
总体来看,最近20多年来,大多数可再生能源技术快速发展,产业规模、经济性和市场化程度逐年提高,预计在2010-2020年间,大多数可再生能源技术可具有市场竞争力,在2020年以后将会有更快的发展,并逐步成为主导能源。 多年来,世界各国为了促进可持续发展,应对全球气候变化,积极推动可再生能源发展,已积累了丰富的经验,主要是:
1、目标引导
为了促进可再生能源发展,许多国家制定了相应的发展战略和规划,明确了可再生能源发展目标。1997年,欧盟提出可再生能源在一次能源消费中的比例将从1996年的6%提高到2010年的12%,可再生能源发电量占总发电量的比例从1997年的14%提高到2010年的22%。2007年初,欧盟又提出了新的发展目标,要求到2020年,可再生能源消费占到全部能源消费的20%,可再生能源发电量占到全部发电量的30%。美国、日本、澳大利亚、印度、巴西等国也制定了明确的可再生能源发展目标,引导可再生能源的发展。
2、政策激励
为了确保可再生能源发展目标的实现,许多国家制定了支持可再生能源发展的法规和政策。德国、丹麦、法国、西班牙等国采取优惠的固定电价收购可再生能源发电量,英国、澳大利亚、日本等国实行可再生能源强制性市场配额政策,美国、巴西、印度等国对可再生能源实行投资补贴和税收优惠等政策。
3、产业扶持
为了促进可再生能源技术进步和产业化发展,许多国家十分重视可再生能源人才培养、研究开发、产业体系建设,建立了专门的研发机构,支持开展可再生能源科学研究、技术开发和产业服务等工作。发达国家不仅支持可再生能源技术研究和开发活动,而且特别重视新技术的试验、示范和推广,经过多年的发展,产业体系已经形成,有力地支持了可再生能源的发展。
4、资金支持
为了加快可再生能源的发展,许多国家为可再生能源发展提供了强有力的资金支持,对技术研发、项目建设、产品销售和最终用户提供补贴。美国2005年的能源法令明确规定了支持可再生能源技术研发及其产业化发展的年度财政预算资金。德国对用户安装太阳能热水器提供40%的补贴。许多国家还采取了产品补贴和用户补助方式扩大可再生能源市场,引导社会资金投向可再生能源,有力地推动了可再生能源的规模化发展。
生物液体燃料
利用生物质资源生产的甲醇、乙醇和生物柴油等液体燃料。
再生能源
一次能源可以进一步分为再生能源和非再生能源两大类型。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。它们在自然界可以循环再生。
生物质是唯一可以转化为液体燃料的可再生能源,将生物质转化为液体燃料不仅能够弥补化石燃料的不足,而且有助于保护生态环境。生物质包括各种速生的能源植物、农业废弃物、林业废弃物、水生植物及各种有机垃圾等。我国生物质资源丰富,理论年产量为50亿吨左右,发展生物质液化替代化石燃料有巨大的资源潜力。
生物质能源化技术主要包括气化、直接燃烧发电、固化成型及液化等。目前,前3种技术已经达到比较成熟的商业化阶段,而生物质的液化还处于研究、开发及示范阶段。从产物来分,生物质液化可分为制取液体燃料(乙醇和生物油等)和制取化学品。由于制取化学品需要较为复杂的产品分离与提纯过程,技术要求高,成本高,目前国内外还处于实验室研究阶段。高温燃烧气将生物质快速加热分解,反应温度600℃。
生物质生产燃料乙醇的原料主要有剩余粮食、能源作物和农作物秸秆等。利用粮食等淀粉质原料生产乙醇是工艺很成熟的传统技术。用粮食生产燃料乙醇虽然成本高,价格上对石油燃料没有竞争力,但有时粮食连年增收,会囤积大量陈化粮。燃料乙醇可按一定比例加到汽油中作为汽车燃料。国内外燃料乙醇的应用证明,它能够使发动机处于良好的技术状态,改善不良的排放,有明显的环境效益。然而我国剩余粮食即使按大丰收时的3000万吨全部转化为乙醇来算,可生产1000万吨乙醇,也只有2000年原油缺口的1/10;而且随着中国人口的持续增长,粮食很难出现大量剩余。因此,陈化粮是一种不可靠的能源。
生物质快速热解液化是在传统裂解基础上发展起来的一种技术,相对于传统裂解,它采用超高加热速率(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在隔绝空气的条件下迅速断裂为短链分子,使焦炭和产物气降到最低限度,从而最大限度获得液体产品。这种液体产品被称为生物质油,为棕黑色黏性液体,可直接作为燃料使用,也可经精制成为化石燃料的替代物。因此,随着化石燃料资源的逐渐减少,生物质快速热解液化的研究在国际上引起了广泛的兴趣。
自1980年以来,生物质快速热解技术取得了很大进展,成为最有开发潜力的生物质液化技术之一。国际能源署组织了美国、加拿大、芬兰、意大利、瑞典、英国等国的10多个研究小组进行了10余年的研究与开发工作,重点对该过程的发展潜力、技术经济可行性以及参与国之间的技术交流进行了调研,认为生物质快速热解技术比其他技术可获得更多的能源和更大的效益。
在生物质快速裂解技术中,循环流化床工艺被使用得最多。该工艺具有很高的加热和传热速率,且处理量可以达到较高的规模,取得的液体产率最高。热等离子体快速热解液化是最近出现的生物质液化新方法,它采用热等离子体加热生物质颗粒,使其快速升温,然后迅速分离、冷凝,得到液体产物。
生物柴油是生物质能源与传统化石能源的结合,可以部分再生。
而柴油是化石能源,是不能再生的,总有用完的时候。
一、生物柴油
是用未加工过的或者使用过的植物油以及动物脂肪通过不同的化学反应制备出来的一种被认为
是环保的生质燃料。这种生物燃料可以像柴油一样使用。生物柴油最普遍的制备方法是酯交换
反应。由植物油和脂肪中占主要成分的甘油三酯与醇(一般是甲醇)在催化剂存在下反应,生
成脂肪酸酯。脂肪酸酯的物理和化学性质与柴油非常相近甚至更好。
【行业现状】
1、生物柴油是清洁的可再生能源,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。生物柴油是典型“绿色能源”,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。
2、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;再到发展中的
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,为我国走中国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。
【应用领域】
1、生物柴油可用作锅炉、涡轮机、柴油机等的燃料,工业上应用的主要是脂肪酸甲酯。
2、生物柴油是一种优质清洁柴油,可从各种生物质提炼,因此可以说是取之不尽,用之不竭的
能源,在资源日益枯竭的今天,有望取代石油成为替代燃料。
3、柴油是许多大型车辆如卡车及内燃机车及发电机等的主要动力燃料,其具有动力大,价格便
宜的优点,中国柴油需求量很大,柴油应用的主要问题是“冒黑烟”,我们经常在马路上看到
冒黑烟的卡车。冒黑烟的主要原因是燃烧不完全,对空气污染严重,如产生大量的颗粒粉尘,
CO2排放量高等。
二、柴油
是轻质石油产品,复杂烃类(碳原子数约10~22)混合物。为柴油机燃料。主要由原油蒸馏、催
化裂化、热裂化、加氢裂化、石油焦化等过程生产的柴油馏分调配而成也可由页岩油加工和煤
液化制取。分为轻柴油(沸点范围约180~370℃)和重柴油(沸点范围约350~410℃)两大类。广
泛用于大型车辆、铁路机车、船舰。
【用途】
是用于车辆、船舶的柴油发动机。与汽油相比,柴油能量密度高,燃油消耗率低,但废气中含
有害成分(NO,颗粒物等)较多。
【国内行情】
硫含量的降低将直接减少50%左右的污染物排放,改善大气环境,具有明显环境效益。硫含量
的减少可以降低对发动机的腐蚀和伤害,及沉积物的生成量,使发动机更清洁,延长发动机使
用寿命。
可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源 ,是取之不尽,用之不竭的能源,是相对于会穷尽的不可再生能源的一种能源,对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。
对可再生能源利用要遵循以下基本原则:
1、坚持开发利用与经济、社会和环境相协调。
2、坚持市场开发与产业发展互相促进。
3、坚持近期开发利用与长期技术储备相结合。
4、坚持政策激励与市场机制相结合。
扩展资料:
根据国际能源署可再生能源工作小组,可再生能源是指“从持续不断地补充的自然过程中得到的能量来源”。可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。
大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。
除了核能、潮汐能、地热能之外,人类活动的基本能源主要来自太阳光。像生物能和煤炭石油天然气,主要透过植物的光合作用吸收太阳能储存起来。其它像风力,水力,海洋潮流等等,也都是由于太阳光加热地球上的空气和水的结果。
随着能源危机和高油价的出现,对气候变化忧虑,还有不断增加的政府支持,都在推动增加可再生能源的立法,激励和商业化。新的政府支出,法规和政策,协助业界在抵御全球金融危机中的表现中优于其他许多行业。
参考资料来源:百度百科——可再生能源
新能源燃料有三种:
1、新能源醇基燃料的配方是甲醇加水。
2、植物油燃料,甲酯勾兑的,成本高,热值高,一般南方市场用的多。
3、无醇燃料,乙二醇勾兑的,热值低,用量大些,适合北方市场,因为防冻性好。
甲醇燃料有明显的经济可比性——和液化气、柴油、煤油相比,热效率高是它较佳的特点,从08年开始甲醇燃料的优势已引起业内的重视。但它的技术难度大,要合成与汽油、柴油相媲美的燃料需要更高深的技术研究与实践,
截止到2012年年底,国内能够对石化油品和醇基环保油品全性能检测和研发。甲醇燃料是绿色环保能源——和煤、煤焦油、重油、柴油、汽油相比,甲醇燃料燃烧较完全彻底,热转换效率较高,排放是水与二氧化碳为主,是未来较清洁、较环保、较有发展潜力的燃料。
扩展资料:
甲醇燃料是国际上公认的清洁燃料,甲醇为含氧化合物,其燃烧排放比石油燃烧所生成的有害物质明显降低,实验监测结果表明,桑塔纳轿车使用M15甲醇汽油,CO和HC排放比使用93#汽油分别降低23.2%和28.5%;
M15甲醇柴油在玉柴――YC6105上使用,CO降低79.4%,NO降低31.3%,排气烟度降低85.9%。
植物油配制成燃料油的比例是4000吨植物油比1吨添加剂等辅料;使用该产品发动机易启动,功率大,油耗与石油产品相同,长期使用不积炭和胶质,机械磨损小,尾气有害物排放低于国家标准,是一种用于任何柴油发动机及柴油燃烧系统的燃料油。
新能源的特点
1、资源丰富,普遍具备可再生特性,可供人类永续利用;比如,陆上估计可开发利用的风力资源为253GW, 而截止2003年只有0.57GW被开发利用,预计到2010年可以利用的达到4GW, 到2020年到20GW,而太阳能光伏并网和离网应用量预计到2020年可以从的0.03GW增加1至2个GW。
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。
参考资料来源:百度百科--新能源
参考资料来源:百度百科--植物燃料油
参考资料来源:百度百科--甲醇燃料