微藻固碳產(chǎn)生物柴油這個(gè)話題是近幾年來比較熱門的話題，從這幾年碩士和博士論文來看，有很多高校開始開展這個(gè)課題。
常識(shí)性的信息是微藻作可以利用光合作用固定二氧化碳，并合成生物質(zhì)，微藻生物質(zhì)中又含有蛋白質(zhì)，糖類，油脂等營(yíng)養(yǎng)成分，有些微藻油脂含量高，這就是所謂的積累油脂了。
一般試驗(yàn)的養(yǎng)殖推薦使用1-2%(v/v)的二氧化碳,如果是工業(yè)化養(yǎng)殖可以直接用電廠煙氣,二氧化碳比例為12%,通入量一般按照每日水體體積的0.5倍來做一般通入量超過一定閾值(飽和值)后對(duì)細(xì)胞成長(zhǎng)和細(xì)胞積累油脂并沒有顯著效果,并且過高的二氧化碳會(huì)影響水體的pH,不利于微藻的生長(zhǎng)
二氧化碳濃度對(duì)微藻生長(zhǎng)和油脂積累的影響要從幾個(gè)方面來講，首先二氧化碳?xì)怏w可以作為微藻生長(zhǎng)碳源，適量的二氧化碳會(huì)促進(jìn)微藻生長(zhǎng)，另一方面，通入藻液的二氧化碳?xì)怏w越多，藻液pH下降越迅速，不同微藻種類對(duì)二氧化碳濃度的耐受性不同，Chlorococcumlittorale據(jù)說可以耐受二氧化碳濃度60%，一般的綠藻和藍(lán)藻耐受二氧化碳濃度低于15%，不能在低的pH值下生長(zhǎng)，因此過高的二氧化碳濃度會(huì)抑制微藻生長(zhǎng)；
其次，微藻油脂合成受外界環(huán)境影響因素比如氮缺乏，磷缺乏，硅元素缺乏，鐵含量刺激，高光照強(qiáng)度刺激，有些研究報(bào)道說高二氧化碳濃度對(duì)微藻油脂積累有促進(jìn)提高的效果，但具體要看藻種特性，有沒有與其他影響因素聯(lián)合作用。這個(gè)問題是個(gè)很大的課題，個(gè)人意見，僅供參考
作者：欣欣然俞威
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現(xiàn)在生物柴油被認(rèn)為是傳統(tǒng)化石燃料的一種綠色替代品，生物柴油吸引了研究人員、政府以及國(guó)際貿(mào)易商的極大興趣。生物柴油取代化石燃料的優(yōu)勢(shì)是無毒，可生物降解，擁有較低的溫室氣體排放量。第一代生物柴油是食用植物油，以大豆、油菜、向日葵和棕櫚為主要原料。然而，食用油作為能源的使用卻增加了許多來自公共輿論和非政府組織的反對(duì)意見。因此，第二代生物柴油來源于非食用油，如麻風(fēng)樹（Jatropha carcas L.）被認(rèn)為是一種有效的替代原料。事實(shí)上，麻風(fēng)樹油可以使用現(xiàn)有的生物柴油廠進(jìn)行生產(chǎn)，而不需要對(duì)設(shè)備和工藝流程進(jìn)行革新，這主要是因?yàn)槁轱L(fēng)樹油具有與食用油相似的性質(zhì)。但是，和第一代生物柴油相比較麻風(fēng)樹油含有更高濃度的游離脂肪酸（FFA），這一特點(diǎn)導(dǎo)致需要預(yù)處理步驟。使用麻風(fēng)樹油的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是麻風(fēng)樹在不可耕地或荒地上很容易生長(zhǎng)。然而為了確保高產(chǎn)，需要定期灌溉、大量施肥和良好的管理實(shí)踐。因?yàn)檫@些缺點(diǎn)，找到更可優(yōu)良的生物柴油原料的工作仍在繼續(xù)，當(dāng)前研究的重點(diǎn)是微藻。
微藻被認(rèn)為是地球上最古老的生物之一，微藻具有傳統(tǒng)化石燃料和以往生物柴油原料所不具有的優(yōu)勢(shì)：
（1）產(chǎn)油微藻種類很多，培養(yǎng)的適用范圍廣；生長(zhǎng)速度快，世代周期短，能夠快速生長(zhǎng)到平臺(tái)期，到達(dá)最高生物量。
（2）相對(duì)于陸地植物微藻的光合效率高，油脂產(chǎn)率也是更高。某些微藻在一定的培養(yǎng)條件脅迫下可大量積累油脂， 例如C. pyrenoidosa 在氮缺乏脅迫下含油量可從5%提升到85%，單位面積的油脂產(chǎn)率高出其他油料植物數(shù)十倍，這是其他產(chǎn)油作物無法相提并論的。
（3）能夠吸收大量的二氧化碳，具有節(jié)能減排作用。在生產(chǎn)生物柴油的過程中，微藻能夠固定大量的二氧化碳，生產(chǎn)100 噸微藻生物質(zhì)可以固定大約183 噸CO2，而且有些微藻能耐受高濃度的CO2，因此工廠中化石燃料燃燒排放的廢氣可用于培養(yǎng)微藻，能夠一舉兩得。
（4）占地少，不與糧爭(zhēng)地。傳統(tǒng)的產(chǎn)油植物往往面臨著與糧食爭(zhēng)奪耕地的問題，但微藻能夠淡水、海水甚至鹽堿水污水中進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)，不與糧爭(zhēng)地，要優(yōu)于其他的產(chǎn)油植物。
（5）微藻的改造空間大。相對(duì)于傳統(tǒng)的產(chǎn)油植物，微藻具有更大的改造空間；它的遺傳物質(zhì)更為簡(jiǎn)單，世代周期短生長(zhǎng)快，從未進(jìn)行過遺傳改良。所以利用多種遺傳育種方法能夠得到性狀優(yōu)良的產(chǎn)油微藻。優(yōu)良品種的產(chǎn)油微藻是發(fā)展微藻生物柴油技術(shù)的基礎(chǔ)，優(yōu)良的微藻要具有生長(zhǎng)速度快、油脂產(chǎn)量高和組成好、在生產(chǎn)中便于培養(yǎng)收集加工、抗逆性強(qiáng)和營(yíng)養(yǎng)需求低等優(yōu)點(diǎn)。早期的產(chǎn)油微藻篩選工作主要由美國(guó)能源部1978-1996 年的ASP 計(jì)劃所推動(dòng)的，該研究通過將3000 余種微藻物種油脂含量的統(tǒng)計(jì)篩選，得到了300 多種微藻，其中針對(duì)硅藻和綠藻的研究較多。微藻中油脂含量在營(yíng)養(yǎng)脅迫條件下最高可達(dá)藻干重85%，在正常培養(yǎng)條件下較常見的是10%～50%之間。
除此之外，微藻也是生物乙醇生產(chǎn)的優(yōu)良原料。除了高脂肪含量外，一些微藻還含有碳水化合物，可作為碳源或發(fā)酵基質(zhì)[8]。盡管微藻生物量發(fā)酵制備生物乙醇的研究還很有少，但這一過程實(shí)際上有很多優(yōu)點(diǎn)?；谶@些證據(jù)，微藻已經(jīng)成功地將自己定位為最有前景的生物燃料原料之一。從微藻中提取的生物燃料是第三代生物燃料，為可再生能源工業(yè)開辟了一個(gè)新的領(lǐng)域。然而，應(yīng)該注意的是，微藻并不是生產(chǎn)第三代生物燃料的唯一原料。其他第三代生物燃料，例如由酵母和真菌生產(chǎn)的生物柴油和通過直接纖維素發(fā)酵生產(chǎn)的生物乙醇。
總之，小小的微藻就像大力水手的菠菜一樣，小小的一罐卻能爆發(fā)出巨大的能量。
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csir -國(guó)家海洋研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種更清潔、更便宜的方法來種植微藻，生產(chǎn)生物柴油。(檔案照片)
csir -國(guó)家海洋研究所(Goa)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種更清潔、更便宜的方法來種植生產(chǎn)生物柴油的微藻。微藻利用魚粉植物的廢水，而不是人工營(yíng)養(yǎng)。
Deepti賈殷博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),微藻的種類小球藻尋常的NIOCCV——一個(gè)應(yīng)變的微藻分離性質(zhì)和特點(diǎn)在NIO,生長(zhǎng)良好的媒介海產(chǎn)品行業(yè)廢水和寬容不同鹽度政權(quán)和更高濃度的二氧化碳,使它理想的候選人一個(gè)有效,有利經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的廢水中培養(yǎng)。
使用廢水和二氧化碳可能一舉兩得。
該論文的通訊作者Vishal Gupta解釋說:“我們嘗試?yán)煤．a(chǎn)品加工業(yè)廢水作為營(yíng)養(yǎng)源，從而免除了營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充的需要，從而降低了本應(yīng)占養(yǎng)殖總成本80%的成本。”
印度果阿省的csir -國(guó)家海洋研究所
種植微藻的成本越低，生產(chǎn)生物柴油的成本就越低。
在尋找可替代和可再生的燃料和能源的過程中，微藻已經(jīng)成為清潔燃料(生物柴油)的可再生原料。
總體而言，全球約69%的生物柴油生產(chǎn)來自大豆、油菜籽和棕櫚等植物油。這是對(duì)糧食安全的嚴(yán)重關(guān)切。因此，微藻作為生產(chǎn)生物柴油的可再生原料得到了全球的關(guān)注。
然而，種植需要營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充的微藻的成本，以及可供商業(yè)種植的淡水短缺，都妨礙了以微藻為基礎(chǔ)的能源生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性。
“微藻作為可替代的可再生燃料來源，已經(jīng)引起了全球的廣泛關(guān)注。然而，由于需要補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，種植成本是主要的瓶頸，”古普塔解釋說。
NIOCCV在廢水中大量繁殖的能力使它成為可持續(xù)生產(chǎn)的最佳候選。
除了更便宜外，這種方法還有助于清潔廢水，否則廢水在排放前需要進(jìn)行處理，而這是工業(yè)希望避免的成本。
古普塔說:“由于廢水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被藻類吸收以供生長(zhǎng)，這有助于凈化廢水，使直接排放廢水成為可能，從而節(jié)省了處理成本?！?/span>
印度果阿省CSIR-NIO生物海洋學(xué)部門前負(fù)責(zé)人拉瑪亞教授和他們的團(tuán)隊(duì)發(fā)起并成功地展示了微藻在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用。
“我們正在嘗試與食品加工或燃料生產(chǎn)進(jìn)行工業(yè)合作，以在規(guī)模上測(cè)試我們的方法，”他說。
該研究還表明，微藻菌株對(duì)高達(dá)20%的二氧化碳濃度水平具有耐受性，這使得它很適合被工業(yè)排放到大氣中的煙囪氣體喂養(yǎng)。
“我們計(jì)劃對(duì)煙道氣進(jìn)行同樣的測(cè)試，以進(jìn)一步確保其工業(yè)適用性。通過該模型的建立，有望將養(yǎng)殖池內(nèi)的氣體排放與廢水一起直接泵入養(yǎng)殖池。這樣不僅能產(chǎn)生生物物質(zhì)，還能減少?gòu)U物債務(wù)。
印度建筑師發(fā)明藻類墻面過濾污染水體，吸收有害、凈化化學(xué)物質(zhì)
本文轉(zhuǎn)自：藻類生態(tài)鏈
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面對(duì)能源短缺和環(huán)境污染兩大嚴(yán)峻問題，尋找可再生且對(duì)環(huán)境友好的新型能源迫在眉睫。而作為生物質(zhì)能一員的生物柴油，不僅可以消納各種有機(jī)廢棄物，減輕環(huán)境壓力；還可替代化石燃料，緩解能源危機(jī)；并且由于生物質(zhì)資源分布廣泛，生物柴油的開發(fā)幾乎不受地理和氣候的影響。諸多優(yōu)勢(shì)使得生物柴油在可再生能源中備受青睞。
生物柴油升級(jí)換代
生物柴油是指生物油脂與醇通過酯交換反應(yīng)生成的一種生物燃料。生物柴油具有高十六烷值，不含硫和芳香烴。相比石化柴油，生物柴油具有優(yōu)良的環(huán)保性能和再生性能；較好的燃燒性能；良好的低溫發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能和潤(rùn)滑性能；較高的經(jīng)濟(jì)性、可降解性和安全性能。自20世紀(jì)70年代以來，生物柴油的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過三代更迭。
第一代生物柴油的原材料主要來自油菜、大豆、向曰葵等可食用性的油類作物。這類原材料生產(chǎn)成本高昂，并且與人爭(zhēng)地爭(zhēng)糧，生產(chǎn)周期冗長(zhǎng)，油脂產(chǎn)率偏低，對(duì)環(huán)境要求較為苛刻，因此不適合進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。
第二代生物柴油的原材料主要來自麻瘋樹、煙草種子等非糧油類植物，以及地溝油、動(dòng)物脂肪等。第二代生物柴油解決了原材料與人爭(zhēng)糧的問題，但是其他缺點(diǎn)仍然制約著生物柴油的發(fā)展。
第三代生物柴油以“微藻”作為生產(chǎn)原料。微藻因光合效率高、生長(zhǎng)速率快、占地面積小、油脂含量高等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)之無愧成為第三代生物柴油原料的首選。
微藻——取之不盡的能量球
微藻，即微體藻類，大小從幾微米到幾百微米不等。其光合效率較高，能高效生產(chǎn)脂類、蛋白質(zhì)、多糖等有機(jī)物。其中脂質(zhì)可通過酯交換反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生物柴油。
在20世紀(jì)70年代，美國(guó)能源部以發(fā)展可持續(xù)能源為目的，對(duì)微藻開展了大規(guī)模搜集、篩選和鑒定工作，最終獲得了三百多種產(chǎn)油微藻，即脂質(zhì)占細(xì)胞干重比例超過20%的微藻。其中微擬球藻的脂質(zhì)比例更是高達(dá)68%！
作為一種單細(xì)胞藻類的微擬球藻，除了脂質(zhì)含量高外，還具有環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、個(gè)體小、繁殖速度快等優(yōu)點(diǎn)，躋身生產(chǎn)生物柴油的優(yōu)良藻種行列。
捕捉CO2 的獵人
微擬球藻為什么能具有這么高的脂質(zhì)比例呢？答案在于它獨(dú)特的固碳能力。
我們知道，光合作用是自然界生物固碳的基礎(chǔ)。地球上每分鐘通過光合作用大約可以將300萬噸CO2和110萬噸H2O轉(zhuǎn)化為200萬噸有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)放出210萬噸O2。
與陸生高等植物不同，微擬球藻生長(zhǎng)在海水中。水體中溶解性無機(jī)碳的主要存在形式有 HCO3-、CO32-、CO2、H2CO3等。為了應(yīng)對(duì)復(fù)雜的水體碳環(huán)境，微擬球藻具備了獨(dú)特的CO2濃縮機(jī)制（CO2 concentrating mechanism，CCM）。
真核微藻、藍(lán)藻、大型藻中均有CCM存在，但是真核微藻的CCM只有在環(huán)境CO2 小于大氣CO2濃度時(shí)才會(huì)啟動(dòng) 。該機(jī)制主要通過無機(jī)碳的轉(zhuǎn)運(yùn)， 改變細(xì)胞光合作用對(duì)無機(jī)碳的親和力， 在核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶 （Rubisco） 的活性位點(diǎn)提高 CO2 濃度， 有利于Rubisco的羧化酶作用， 抑制其氧化酶活性，從而提高了固碳的效率。
CO2是造成溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)字弧?015年12月在巴黎氣候變化大會(huì)上，中國(guó)承諾到2030年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放比2005年下降60%~65%。微擬球藻強(qiáng)大的固碳能力不但可以生產(chǎn)更多的生物柴油，還可能用于減少大氣中的CO2。
變身“生物柴油”
最常用的微藻生物柴油生產(chǎn)工藝主要由三個(gè)步驟組成：微藻生物質(zhì)的生產(chǎn)、油脂的提取、酯交換反應(yīng)。
首先在開放塘中大規(guī)模培養(yǎng)微藻。在微藻細(xì)胞內(nèi)，光合作用合成的糖類物質(zhì)經(jīng)過一系列的代謝反應(yīng)轉(zhuǎn)化為油脂。
當(dāng)藻細(xì)胞密度達(dá)到最大時(shí)，根據(jù)微藻的特性，可選用離心法、超濾法、氣浮法、絮凝法等方法進(jìn)行收集。收集后的微藻需要進(jìn)一步提取其中的油脂。藻類油脂的提取過程繁瑣，目前最常用的油脂提取方法有機(jī)械壓榨法、有機(jī)溶劑法、加速溶劑提取法、超臨界流體萃取法和酶提取法等。
提取出來的藻油成分復(fù)雜，主要由游離脂肪酸、三酰甘油酯、磷脂、糖脂和硫脂組成。其中游離脂肪酸容易和堿性催化劑發(fā)生皂化反應(yīng)，通過對(duì)原料干燥和預(yù)酯化可減少脂肪酸對(duì)酯交換反應(yīng)帶來的不利影響。
酯交換反應(yīng)是酯與醇在酸或堿的催化下生成一個(gè)新酯和一個(gè)新醇的反應(yīng)。在微藻生物柴油生產(chǎn)中，利用短鏈醇和藻類油脂在催化劑、高溫環(huán)境下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，最終合成脂肪酸單脂，即生物柴油。
據(jù)估計(jì)，每公頃養(yǎng)殖面積上藻類年產(chǎn)油量可達(dá)1.5萬~8萬升，相比之下玉米、大豆的年產(chǎn)油量分別只有120升和440升。
不過，目前微藻生物柴油的生產(chǎn)成本依然較高，這是限制其商業(yè)化生產(chǎn)的瓶頸。除繼續(xù)開發(fā)產(chǎn)油性能優(yōu)良的藻種以外，需要實(shí)現(xiàn)微藻生產(chǎn)的綜合利用，可有效解決這一問題。例如從微藻中獲得DHA、類胡蘿卜素、活性多糖等高附加值產(chǎn)品，將廢棄的藻渣作為水產(chǎn)業(yè)的餌料等。
根據(jù)歷年《BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，作為化石能源替代品的生物柴油已成為國(guó)際上發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的可再生能源。在這場(chǎng)能源革命中，微擬球藻扮演著渺小卻又偉大的角色。
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GenCell燃料電池的維護(hù)成本較低，進(jìn)一步降低了塔管理公司（Towercos）和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商（MNO）的OPEX（企業(yè)支出成本）。與需要耗時(shí)且昂貴維護(hù)的柴油發(fā)電機(jī)不同，GenCell A5只需要一個(gè)12噸的氨水箱，便可作為其燃料。此外，GenCell物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程管理器可以對(duì)每個(gè)燃料電池設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷、監(jiān)控和維護(hù)，因而不需要工程師經(jīng)常現(xiàn)場(chǎng)檢查，降低了運(yùn)營(yíng)成本。
Adrian Kenya是兩周前推出的GenCell A5離網(wǎng)燃料電池電源在非洲的第一個(gè)商業(yè)客戶。?Adrian Kenya決定用燃料電池動(dòng)力解決方案來取代柴油發(fā)電機(jī)，體現(xiàn)了GenCell A5燃料電池具有極大的實(shí)用性。未來，許多其他像Towercos和MNO的公司，也將會(huì)使用燃料電池來取代污染性高、成本也較高的柴油發(fā)電機(jī)，為其離網(wǎng)和低電網(wǎng)塔供電。GenCell A5解決方案節(jié)省的OPEX將使農(nóng)村連接更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。該款燃料電池還將加速居住在電網(wǎng)之外的11億人口，更好的部署通信和其他服務(wù)。
本文轉(zhuǎn)自微信公眾號(hào)微藻博士https://mp.weixin.qq.com/s/4sIvyiTGRpDu1uIuUl7lNQ
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科技日?qǐng)?bào)訊 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)9月5日?qǐng)?bào)道，美國(guó)華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的研究人員在微生物世界中，找到了一個(gè)具有多面手能力的綠藻種類，其通過光合作用可固定或吸收二氧化碳（CO2），生產(chǎn)出乙醇、氫、正丁醇、異丁醇和潛在的生物柴油，猶如以一頂五的“超級(jí)巨星”，既有助于減緩全球變暖，又可維持能源供應(yīng)。該研究結(jié)果發(fā)表在最新一期的學(xué)術(shù)刊物《海洋藥物》上。
能發(fā)揮出這諸多作用的是集胞藻6803，是一種單細(xì)胞藍(lán)藻，能進(jìn)行放氧型光合作用，具有天然的DNA轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。由于它的多功能性和潛在可能性，這個(gè)微小的有機(jī)體自1968年發(fā)現(xiàn)以來，是被研究最多的一種。它可通過光合作用捕獲和儲(chǔ)存能量，自然而然地將溫室氣體二氧化碳轉(zhuǎn)化成有用的化工產(chǎn)品。此外，經(jīng)基因改良的集胞藻6803也有制造成化學(xué)品和藥品的可能性。
華盛頓大學(xué)圣路易斯分校能源、環(huán)境與化學(xué)工程助理教授張復(fù)東（音譯）主要研究集胞藻6803及其他微生物和系統(tǒng)，在合成生物學(xué)、蛋白質(zhì)工程和代謝工程領(lǐng)域，特別專注于合成控制系統(tǒng)，以使機(jī)體達(dá)到其未開發(fā)的實(shí)力。他說，生物技術(shù)世界需要克服一些挑戰(zhàn)，使轉(zhuǎn)基因微生物進(jìn)入應(yīng)用階段，他們的目標(biāo)是改造微生物，將其變成微型工廠生產(chǎn)有用的化學(xué)物質(zhì)。
通過生物合成設(shè)計(jì)，經(jīng)基因改良過的細(xì)菌會(huì)固定CO2，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為燃料和其他化學(xué)物質(zhì)。傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)需要高壓、高溫及許多化學(xué)溶劑，但微生物的方法非常環(huán)保：一旦經(jīng)基因工程改良的藍(lán)藻開始增長(zhǎng)，其所有的需要即是水、堿性鹽和CO2。研究結(jié)果表明：要使生產(chǎn)速度增加，必須開發(fā)新的遺傳工具控制集胞藻屬內(nèi)部的生物化學(xué)以使化學(xué)生產(chǎn)力得到改善，促使這一技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上可行。
但這一技術(shù)的生產(chǎn)速度還有待改善，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室的效率很低，小于每升1克。而目前化工生產(chǎn)技術(shù)大約為每公升100克。張復(fù)東說，他們需要設(shè)計(jì)有機(jī)體的晝夜節(jié)律（白天/晚上），有一天其能日以繼夜地生產(chǎn)生物燃料或化學(xué)品。例如，天然的集胞藻6803能在白天通過光合作用生產(chǎn)和儲(chǔ)存能量，而在夜間時(shí)，它可使用一組不同的新陳代謝設(shè)置來消耗存儲(chǔ)的能量。
這項(xiàng)研究包括基因表達(dá)的工具、新的化學(xué)合成途徑和藍(lán)藻晝夜控制工具。張復(fù)東說：“相信在兩三年內(nèi)，我們將有更有力的工具來設(shè)計(jì)基因表達(dá)的水平和時(shí)間，更加準(zhǔn)確、高效地加速這一進(jìn)程?！?/p>
出處：林溪的博客
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中科院與中石化2009年達(dá)成聯(lián)盟，啟動(dòng)開發(fā)微藻生物柴油成套技術(shù)。在科研分工上，中科院主要研究上游藻種和反應(yīng)器開發(fā)，中國(guó)石化則以微藻采收和藻油提取，及工業(yè)應(yīng)用研究為主。
微藻是光合效率最高的原始植物之一，與玉米、大豆等農(nóng)作物相比，單位面積的產(chǎn)油率可高出數(shù)十倍。微藻生物柴油技術(shù)首先包括微藻的篩選和培育，獲得性狀優(yōu)良的高含油量藻種，然后在光生物反應(yīng)器中吸收陽光、二氧化碳等，生成微藻生物質(zhì)，最后經(jīng)過采收、加工，轉(zhuǎn)化為微藻生物柴油。
據(jù)介紹，柴油目前的價(jià)格每噸約7000元，按照現(xiàn)在的研究速度，未來三年至五年，微藻生物柴油的成本可降至每噸6500元以下。
The post 2015年微藻柴油將邁上萬噸級(jí) first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>進(jìn)入 21世紀(jì)能源危機(jī)已成為人類社會(huì)發(fā)展的巨大挑戰(zhàn)?；剂献鳛橐环N不可再生的物質(zhì)能源，總儲(chǔ)量有限，隨著人們不斷的開采和使用最終會(huì)導(dǎo)致其枯竭。同時(shí)，燃燒化石燃料，產(chǎn)生了日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，如大氣污染、溫室效應(yīng)以及海平面上升等。 化石燃料還引起了各種社會(huì)問題，包括石油戰(zhàn)爭(zhēng)、石油政治和石油經(jīng)濟(jì)等， 因此利用可再生清潔能源來替代日益枯竭的化石能源將是整個(gè)人類社會(huì)發(fā)展的必經(jīng)之路。
我國(guó)是世界上第二大能源消費(fèi)國(guó)石油供給不足，已經(jīng)成為影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的主要矛盾之一。 發(fā)展替代能源是保障我國(guó)能源安全的重大戰(zhàn)略舉措 。微藻生物柴油是唯一能滿足全球需求的可再生的生物柴油，具有諸多優(yōu)點(diǎn)完全有可能取代石油液體燃料， 但目前生產(chǎn)微藻生物柴油主要存在的成本問題必需大幅改善才能與石化汽油抗衡。 首先是選育快速生長(zhǎng)和高脂質(zhì)含量的微藻優(yōu)化培養(yǎng)條件和工藝在光生物反應(yīng)器工程中充分利用生物煉油廠的理念和發(fā)展采用大規(guī)模生產(chǎn)來降低生產(chǎn)成本。 微藻的異養(yǎng)培養(yǎng)技術(shù)和高細(xì)胞濃度培養(yǎng)技術(shù)的研究， 對(duì)制備生物柴油需要高生物量的微藻具有重要價(jià)值。 但是由于未能深入到基因水平采用生理生化的調(diào)控提高產(chǎn)油率的能力有限難以取得跨越性進(jìn)展
未來，生產(chǎn)低成本的微藻生物柴油的根本途徑是通過遺傳和代謝工程改善藻類生物，大幅提高其生長(zhǎng)速度和脂質(zhì)產(chǎn)量。然而，生物體內(nèi)脂質(zhì)積累過程和調(diào)節(jié)機(jī)制非常復(fù)雜，導(dǎo)致脂質(zhì)積累過程中某一關(guān)鍵蛋白的過量表達(dá)受到其他關(guān)鍵路徑的限制并不能有效提高脂質(zhì)產(chǎn)量。針對(duì)某一特定路徑的基因工程改造對(duì)脂質(zhì)積累的作用是非常有限的。因此，通過現(xiàn)代代謝工程技術(shù)完整描述脂肪酸合成和脂質(zhì)積累，進(jìn)一步研究脂質(zhì)代謝各路徑的調(diào)控機(jī)制，進(jìn)行基于脂質(zhì)合成和代謝路徑與調(diào)解機(jī)制相結(jié)合的基因工程改造，將是今后工程微藻研究的主攻方向，對(duì)提高微藻生物柴油的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、真正實(shí)現(xiàn)替代石化能源的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用具有重大意義。
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隨著全球經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，化石能源短缺危機(jī)已初露端倪，對(duì)可再生能源的關(guān)注已經(jīng)成為熱點(diǎn) 植物能源作為一種來源廣泛的可再生能源，將是人類未來解決能源問題的理想選擇 在眾多植物能源中，微藻生物柴油以其無可比擬的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，吸引了越來越多決策者和研究者的關(guān)注 利用微藻不僅可以生產(chǎn)氫氣和生物柴油等能源，而且還可以吸收大氣中的二氧化碳，有利于環(huán)境保護(hù)，具有廣闊的發(fā)展前景.
1利用微藻生產(chǎn)生物柴油的優(yōu)勢(shì)
1.1不與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)爭(zhēng)地爭(zhēng)水
1.2光合作用效率和產(chǎn)油率高
1.3有利于環(huán)境保護(hù)
1.4具有潛在的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，可高值化綜合利用
2微藻生物柴油的研究現(xiàn)狀
2.1富油微藻的選育
2.2工程微藻的構(gòu)建
2.3微藻的培養(yǎng)技術(shù)
2.4利用微藻油脂生產(chǎn)生物柴油
3利用微藻生產(chǎn)生物柴油的前景及展望
利用微藻大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)生物柴油在國(guó)內(nèi)是一個(gè)嶄新的領(lǐng)域 我國(guó)能源微藻開發(fā)的重點(diǎn)和方向是充分利用我國(guó)豐富的微藻資源和微藻產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，借鑒國(guó)外能源微藻研究開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，開展可再生能源微藻研究藻種選育研究和微藻工程改造的不斷深入，培養(yǎng)條件培養(yǎng)方式生物反應(yīng)器等的不斷改進(jìn)，提取分離和轉(zhuǎn)化工藝的不斷完善，有助于克服微藻生產(chǎn)所面臨的困難，降低生產(chǎn)成本并提高微藻生物柴油的性能和質(zhì)量
總之，利用微藻生產(chǎn)生物柴油不僅具有重要的科學(xué)意義，更具有廣闊的應(yīng)用前景
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生產(chǎn)方法
最新成果
荷蘭——風(fēng)能發(fā)電結(jié)合海洋能源作物農(nóng)場(chǎng)
國(guó)際上最積極開發(fā)海洋生物質(zhì)能的國(guó)家可能非荷蘭莫屬了！荷蘭政府已大規(guī)模推動(dòng)離岸風(fēng)能發(fā)電園區(qū)，整個(gè)風(fēng)能發(fā)電的裝置容量將達(dá)到6000MW,預(yù)計(jì)海上風(fēng)機(jī)園區(qū)覆蓋的面積將達(dá)1000平方公里，因此，該國(guó)政府計(jì)劃利用風(fēng)機(jī)基地設(shè)備作為培植綠藻、紅藻與褐藻等能源作物的場(chǎng)所，減少海浪破壞風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)降低整個(gè)園區(qū)海洋工程開發(fā)與建置的成本。
美國(guó)——“微型曼哈頓計(jì)劃”引領(lǐng)潮流
2007 年，美國(guó)推出微型曼哈頓計(jì)劃，其宗旨是向海洋藻類要能源，以幫助美國(guó)擺脫嚴(yán)重依賴進(jìn)口石油的窘境。能以“微型曼哈頓計(jì)劃”命名，其重要性可見一斑。 微型曼哈頓計(jì)劃由美國(guó)點(diǎn)燃燃料公司倡導(dǎo)發(fā)起，以美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和科學(xué)家的聯(lián)盟為主體，到2010 年實(shí)現(xiàn)藻類產(chǎn)油的工業(yè)化，達(dá)到每天生產(chǎn)百萬桶生物原油的目標(biāo)。為此，美國(guó)能源部以圣地亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室牽頭，組織十幾家科研機(jī)構(gòu)的上百位專家參與這一宏偉工程。
理論上說，如果種植2000 萬至4000 萬英畝的藻類，它們產(chǎn)生的生物原油總量可以達(dá)到目前美國(guó)原油進(jìn)口數(shù)量，也就是說，可以真正起到替代進(jìn)口的作用。微型曼哈頓計(jì)劃的目標(biāo)就是要將這一設(shè)想變成現(xiàn)實(shí)。根據(jù)計(jì)劃，一部分科學(xué)家將尋找并培育產(chǎn)油率高的藻類植物；一部分科學(xué)家將致力于研究如何降低藻類植物的收獲成本；另一部分人則研究如何從藻類植物中提取油脂。
以色列——用海藻研制生物燃料
以色列的研究人員試圖研發(fā)出能夠利用海藻制造油的技術(shù)，然后利用這種油制成生物燃料。這一技術(shù)的基本思路是將發(fā)電廠排出的氣體收集起來，然后把它們導(dǎo)入一個(gè)有海藻能生存的系統(tǒng)。肥料和煙囪中排放出的碳能幫助它們大量繁殖。海藻體重的大約四分之一為植物油，然后再利用這種植物油制造生物燃料。以色列本-古里安大學(xué)的穆提·赫什科維茨教授說“我們的燃料來自植物，因此更為清潔，造成的污染更小。汽車排放的溫室氣體的確不會(huì)減少，因?yàn)槠嚾詫⑴欧懦龆趸?。但我們用以制造這種油的植物可以吸收二氧化碳 ”。
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