微藻制取生物柴油研究进展.doc

微藻制取生物柴油研究进展(不出现-固碳)一是稿子主要是讲微藻制生物柴油，建议把固碳部分单独写一个，这个稿子题目中就别出现固碳了。制生物柴油是固碳的重要形式，但固碳不全是制生物柴油。微藻能将二氧化碳转化为生物燃料、食品、饲料和高价值的生物活性物，而且这些光合微生物还可用于生物除污以及作为固氮生物肥料，好比日光驱动的细胞工厂。微藻能够提供不同类型的可再生生物燃料，包括用海藻生物质经厌氧消化后产生的甲烷、从微藻油脂中提取的生物柴油以及直接光生物合成的生物氢气。利用微藻做燃料的构想不自今日始，随着石油价格的节节上涨，这种想法目前越来越受到重视；而燃烧化石能源导致全球变暖给人们带来的新忧虑，使得微藻燃料具有了更重要的意义。微藻来源与功能作用（一）微藻的来源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。它是低等植物中种类繁多、分布极其广泛的一个类群。无论在海洋、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。若要大规模地利用藻类生物质来制取生物柴油，就必须保证有充分的藻类生物质。目前藻类的来源主要有2个途径，一是收集湖泊、河湾、水库、池塘等富营养化水体中天然生长的大量浮游藻类；二是人工户外养殖制备，这也是获取藻类生物质的最主要和最有效的方法。微藻是一类在水中生长的种类繁多且分布极其广泛的低等植物，它是由阳光驱动的细胞工厂，通过微藻细胞高效的光合作用，吸收CO2，将光能转化为脂肪或淀粉等化合物的化学能，并放出O2。微藻是光合效率最高的原始植物，也是自然界中生长最为迅速的一种低等植物，而且某些微藻可以生长在高盐、高碱环境的水体中，可充分利用滩涂、盐碱地、沙漠进行大规模培养，也可利用海水、盐碱水、工业废水等非农用水进行培养，还可以利用工业废气中的CO2。因此，微藻生物柴油成为了潜在的能源研究热点。（二）微藻制备生物柴油的优势1．微藻可以实现二氧化碳的减排随着石油、天然气和煤炭大量的消耗和使用，许多城市的空气质量状况较差，严重威胁着城市的发展和人们的健康。二氧化碳的大量积聚，引起温室效应，导致全球气候变暖。世界各国政府对此均十分重视，纷纷准备制订强制性的规范与标准限制二氧化碳的排放。按照《京都议定书》规定，各个国家之间可以互相购买排放指标，也可以以增加森林面积吸收二氧化碳的方式按一定计算方法抵消，种植项目本身就是排放指标，如壳牌等国际炼油巨头每年都要在世界各地购买指标。微藻通过光合作用固定空气中的二氧化碳，每增加一吨微藻生物质，就相当于排放两吨化石能源释放的温室气体。微藻在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零；由微藻制造的生物柴油更能适应国内外对二氧化碳减排的要求，与普通柴油相比，微藻生物柴油可减少约90%的空气毒性。它含硫量低，二氧化硫和硫化物的排放比普通柴油少30%；含氧量高，可达11%；点火性能好，燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与普通柴油相比少10%。另外生物柴油不含导致环境污染的芳香族烷烃，废气对人体的损害也要远远低于普通柴油。2．微藻在地球上分布广泛，适应各种生存环境包括终年被冰雪覆盖的南北两极，pH极高或很低的湖泊水潭、盐碱沼泽甚至盐度饱和卤水，在大洋深处、高山之巅以及火山口、地热温泉、干旱沙漠等对生命过程极为不利的极端环境中都有微藻繁衍生息。我国几乎所有木本油料植物都集中生长在南方亚热带地区，微藻完全不受此限制。3．微藻养殖不需要占用耕地目前生物能源的来源都是现有的陆生植物甚至粮食作物，而实际上，广阔的海洋才是地球上吸收太阳能的主要区域，而且利用陆生植物甚至粮食作物制取生物能源，需要与人类或者动物分粮食，这显然不是一个合理的长远途径。联合国粮农组织2007年年底的一份报告说，受油价上涨导致大量粮食被转变为生物燃料等因素的影响，世界正在经历"前所未有"的粮食危机。有联合国官员认为，使用粮食生产燃料是一项“反人类的罪行”。4．微藻的生长速度远远高于其它油料作物比如产油较高的木本植物麻疯树，须3年挂果投产，5年方进入盛果期，每年仅在十月份产果一次。而微藻在正常生长时其生物量每24小时便可翻倍，在指数生长期，倍增时间甚至可以缩短至3.5小时。二、微藻生物柴油开发的技术流程微藻生物柴油成套技术涵盖多个技术环节，是一个复杂的系统工程，包括微藻的筛选和培育，获得性状优良的高含油量藻种，在光生物反应器中吸收阳光、CO2等，生成微藻生物质，最后经过采收、加工，转化为微藻生物柴油。技术流程如下图1。生物燃气微藻的筛选和培育光、CO2水、营养微藻生物质生产微藻生物质的采收微藻生物质的提取动物饲料其他产品厌氧发酵微藻油生物柴油营养+废水营养+废水