微藻生物能源研究现状及展望

能源是现代社会发展的命脉,目前仍以化石燃料为主,而对化石燃料过度依赖导致的能源危机和环境问题日益突出,人类需要寻找可再生的清洁能源作为替代能源。微藻作为可持续的生物能源原料,具有巨大的发展潜力。本文综述了微藻原料获取各环节的研究现状,包括微藻育种、规模培养和采收,并重点论述了微藻生物质转化为生物能源产品的研究进展,包括生物柴油、生物乙醇、生物燃气、生物油,同时指出了微藻生物能源未来的研究方向。     

微藻制取生物柴油研究现状与发展

微藻作为制取生物柴油的原料具有很多特殊优势,近年来成为研究热点,阐述了国内外微藻生物柴油的研究现状以及超临界CO2萃取制造生物柴油的优势,微藻生产生物柴油的产业化瓶颈。     

微藻生物柴油发展与产油微藻资源利用

生物柴油作为目前全世界正积极推进的可再生能源项目,与清洁核能、风能、光伏发电等将成为人类21世纪的主要能源构成.产油微藻作为生产生物柴油的原料与其他原料相比具有较大优势,在解决成本及生产环节的瓶颈问题后,必将成为生物柴油的主要原料来源.文章探讨了生物柴油的研究现状和微藻生物柴油的优势:微藻商业化生产的主要方式:开放式跑道池、管道式光生物反应器的特点;微藻生物柴油产业链的形成及对促进生物柴油产业商业化的影响.     

微藻培养方法研究进展

微藻是一种有前景的生物柴油原料。微藻培养是微藻生物柴油生产过程的重要环节。本文就微藻培养方法的研究进展进行了阐述。对自养、异养及兼养三种培养方法进行了比较,并对微藻培养提出了建议。     

微藻生物燃料技术经济评估

对新技术进行技术经济评估有助于判断新技术产业化的可行性,认清新技术发展方向和趋势,确定当前、中远期亟需解决的问题和努力方向。美国能源部组织下属的国家实验室和相关能源微藻专家,建立了统一的微藻养殖工艺技术标准。对影响微藻生物柴油价格的灵敏度因素进行分析,养殖装置造价、微藻油生产水平、二氧化碳价格、水价、剩余生物质的处理方式以及过程工艺参数的改变等多种因素都会对生物柴油价格的产生影响,其中固定投资费用影响最大,跑道式池子系统固定投资中养殖设备投资和收获、萃取分离费用占主导作用,而提高微藻产量和产油率能显著降低生产成本,尽量提高油脂萃取效率也有助于降低柴油成本。以美国2022年的综合发展目标为例,从微藻原料费用、农场需用土地、消耗水量和二氧化碳量以及微藻下游加工工艺——萃取油脂联产乙醇和全部微藻水热液化和提质等方面,对中远期微藻生物柴油的技术经济性进行分析,结果显示,微藻生物柴油的技术经济性较好,但仍有待提高。微藻生物柴油全生命周期(LCA)分析表明,OP系统产出能量可以大于投入能量,温室气体排放低于石油柴油,但耗水量大;PBR养殖系统虽然耗水量低,但能耗高,温室气体排放超过石油柴油。     

什么是生物柴油？

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。     

中国微藻生物柴油生产潜力分布特征分析

结合中国不同地区(除港澳台地区)的气候特征及水资源条件,评价中国利用户外开放式跑道池培养微藻生产生物柴油的潜力。结果表明:中国微藻平均生长率在冬季和夏季分别为9.1和15.6 g/(m~2·d);在中国中部大部地区微藻生物柴油年产量为3000~4000 L/(hm~2·a);在南方沿海地区,年产量为4100~4600 L/(hm~2·a);中国东北及北方大部分地区的微藻生物柴油年产量为零。结合当地水资源可获取能力(Wa),中国最适合发展微藻生物柴油的地区为东南及南方沿海地区。     

发展生物柴油具有战略意义

针对我国石油资源有限,将长期依赖进口石油的国情,我国能源领域的著名专家指出:发展立足于本国原料,大规模生产替代液体燃料—生物柴油,对增强国家石油安全具有十分重要的战略意义。生物柴油是清洁的可再生能源。它是以大豆、油菜子等油料作物;油棕、黄连木等油料林木果实;工程微藻等水生植物,以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料,是优质的石油柴油的代用品。发展油料植物生产生物柴油,可以走出一条农林产品向工业品转化的富农强农之路,有利于调整农业结构,增加农民收入。发展生物柴油也有益于保护生态环境。生物柴油与石油柴油相…     

基于开放池培养的微藻生物柴油经济成本分析

通过广泛的文献调研和专家咨询,构建微藻生物柴油经济成本估算模型,依据中国市场行情对基于开放池培养的微藻生物柴油经济成本进行估算分析。结果表明:目前中国基于开放池培养的微藻生物柴油理论成本可达4.2~5.9万$/t,其中土地、营养盐、碳源以及设备折旧占较高比例,分别为25.50%、19.29%~27.04%、14.01%~19.65%和9.96%~14.13%。从技术环节看,79.44%~85.16%的经济成本集中于养殖环节。提高微藻生长率、油脂含量和碳吸收率,增强其对环境的适应能力以及寻找低成本的碳源和营养盐源是降低微藻生物柴油经济成本的主要途径。     

生物柴油

<正>生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可替代石化柴油的可再生柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种,它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物,这些     

基于微藻资源化利用的碳减排技术

微藻具有光合效率高、零净碳值、生长周期短、易培养、油含量高等优点,是一种极具前景的生物柴油原料。将微藻资源化利用与碳减排耦合的微藻生物柴油技术研究已受到政府和企业的广泛关注。综述了微藻高效固定CO2技术中微藻种类的筛选、培育、生长反应器及其系统的开发,微藻资源化利用的技术种类,展望了基于微藻资源化利用的碳减排技术的发展前景。     

中国微藻生物质能源专利技术分析

大力发展微藻生物质能源是解决能源危机和环境问题的有效途径。文章从微藻资源、微藻培养系统、培养物采收技术、微藻生物柴油炼制、含油微藻综合利用等方面出发,综述了中国微藻生物质能源专利的发展现状,旨在使科研工作者更加全面地了解这一领域发展趋势,并且促进科研工作者对自主知识产权的保护意识。     

我国生物质能源现代化应用前景展望(三)——生物质能源转化技术经济评估

秸秆、动植物油脂、微藻等生物质原料可以生产液体运输燃料,生物燃料的化学成分包括醇、酯、烃三类。燃料乙醇主要替代汽油,受到各国重视,其中纤维素乙醇技术发展较快。脂肪酸甲酯是第一代生物柴油的主要成分,价格主要受油脂原料价格的影响,由于和柴油相容性差,低温流动性不好,将逐渐被加氢生产的第二代生物柴油取代。相比醇、酯等含氧燃料,烃类生物燃料在使用性能上有很多优势。有多条技术路线可以生产烃类燃料,其中油脂加氢制喷气燃料已接近商业应用,热解油加氢可将木质生物质原料中的"木质素"组分转化为生物油,大型快速热解工厂可以和热电联产装置组成联合系统,从而提高工厂综合热效率,降低生物燃料生产成本。因此,快速热解生产汽柴油将成为主要的生物燃料生产路线。生物质与煤共气化技术通过提高气化温度,不仅可以提高生物质气化效率,减少焦油的生成,还可以解决生物质供给的季节性问题,为生物质的高效利用提供了一条新的技术途径。微藻高压液化生产柴油是最具发展潜力的第三代生物燃料技术,我国需要加强微藻养殖及加工技术攻关。     

基于微藻气候生长模型的微藻柴油水足迹分析

基于微藻的气候生长模型,对位于杭州、威海、海口和武汉的同型开放式跑道池微藻柴油生产系统进行以月份为基准的系统水需求量和生命周期水足迹评估。结果显示:受地域和季节变化的影响,该系统生产的微藻柴油的生命周期水足迹、系统水需求量、系统柴油生产量和系统正常运行时间均会发生较大变化。上述4个地区中,武汉系统生产的微藻柴油具有最高的年平均生命周期水足迹,在各月份生产的微藻生物柴油的生命周期水足迹在2621～6020 m~3/t之间;灰水足迹是微藻柴油生命周期水足迹的最大组成部分,占比在55%以上。     

微藻油脂制备生物柴油的研究

利用正己烷从异养生长的小球藻(脂类化合物含量高达细胞干重的55%,是自养藻细胞(14%)的4倍)细胞中提取获得了大量油脂。这些异养微藻油脂在30℃、醇油物质的量比为56∶1以及浓硫酸催化条件下经酯交换反应4h可形成高质量的生物柴油。微藻生物柴油的密度为0.864kg.L-1、粘度5.2×10-4(40℃)、热值高达41MJ.kg-1。这些特征与传统柴油相当,且微藻生物柴油具有更低的冷滤点(-11℃)及良好的发动机低温启动性能,因此其应用价值更高。     

微藻规模化生产的关键问题

随着我国航空业的快速发展,航空碳减排形势严峻。航空生物燃料因其良好的减排性成为航空煤油的理想替代燃料,作为主要原料的微藻因具有产油率高、适应性强等优势,成为最有潜力的航空生物燃料原料。文章根据航空生物燃料产业化发展对于原料的选择和要求,探讨了富油高产微藻藻种的选育、规模化生产培养方式的选择、采收技术的改进、微藻航空生物燃料生产成本的降低以及微藻规模化生产适宜区域选择等关键问题,以寻求解决微藻实现规模化生产的路径,并提出相关建议,为中国以微藻为原料生产航空生物燃料产业发展提供参考。     

微藻直接离子液体脂肪酶制备生物柴油

采用小球藻、甲醇为原料,脂肪酶为催化剂,离子液体为提取剂和反应介质,直接提取酯交换制备生物柴油。考察不同工艺条件对产率的影响,结果表明:甲醇用量和藻粉质量比为8∶1,离子液体[BMIM][DCA]和藻粉质量比为1∶1,脂肪酶用量为藻粉质量的12%,反应温度为50℃,酯交换反应时间为16 h条件下,生物柴油的转化率可达69.6%。采用微藻直接离子液体脂肪酶制备生物柴油无需从微藻粉中提取油脂,因此降低过程成本、缩短工艺,能实现含油微藻到生物柴油的一步转化。     

“微藻生物柴油成套技术”项目启动

2月28日上午,中国科学院与中国石油化工股份有限公司联合召开了“微藻生物柴油成套技术”项目启动会。     

微藻培养条件优化研究

微藻生物柴油是生物能源领域中很有前景的一个重要方向。本文利用微藻（Chlorella Protothecoides）为研究对象,以BG培养基为底物进行液态培养,培养后用离心干燥后得干微藻。用浊度法和干重法对微藻生长情况进行测定,对微藻培养的最优培养基、接种量和培养温度等进行研究。研究表明微藻培养最适接种量1∶5、初始pH值5.7、培养温度30℃和BG＋2g/LC6H12O6培养基。     

车用生物柴油的现状与发展前景

介绍了车用生物柴油的特性及其在欧盟各国与美国、中国的发展现状,讨论了车用生物柴油在全球石油价格不断攀升,各国排放法规日益严格的背景下的发展前景,论述了中国生物柴油发展中需要解决的几个问题,认为:生物柴油是目前具有较高优越性的柴油清洁替代燃料,如果国家予以相应的政策扶持、引导,必将促进生物柴油产业的迅速发展,并将对中国的经济绿色发展,能源安全和环境保护产生较大的推动作用。