微藻生物能源

1、微藻生物(shngw)能源共二十五頁微藻生物(shngw)能源NO.1關(guān)于微藻NO.2第三代生物燃料的發(fā)展NO.3微藻制備生物燃料簡介NO.4微藻制備生物燃料的動態(tài)和前景2共二十五頁NO.1關(guān)于(guny)微藻什么(shn me)是微藻？微藻是遍布全球水體的一種浮游植物 。它把光合作用產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成油貯藏起來，在細(xì)胞內(nèi)形成油滴，將這些油通過轉(zhuǎn)酯化后可轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅峒柞?，即生物柴?。某些微藻能夠合成長鏈烯烴，也具有發(fā)展生物燃料的潛力 。產(chǎn)油量較高的藻類含油量占干重的比例分別是小球藻、葡萄藻、三角褐指藻、杜氏鹽藻。微藻和高等植物的油屬三酰基甘油酯，都可作為生物柴油的生產(chǎn)原料。產(chǎn)油微藻大多是生長在海洋.

2、 3共二十五頁為什么選擇(xunz)微藻？4共二十五頁5共二十五頁6共二十五頁與一些產(chǎn)油植物(zhw)相比，利用微藻生產(chǎn)生物柴油的優(yōu)勢在于以下幾個方面：優(yōu)勢(yush)微藻單位面積的產(chǎn)率高出高等植物數(shù)十倍微藻可在缺氮等條件下存活，并可大量積累油脂，含油量可高達70 微藻可以不與 農(nóng)作物 爭地、爭水 微藻的培養(yǎng)可利用工業(yè)廢氣中的二氧化碳，減少環(huán)境污染 7共二十五頁NO.2第三代生物燃料(rnlio)的發(fā)展第一代生物燃料：糧食(ling shi)時代第二代生物燃料：纖維素時代第三代生物燃料：微藻時代第四代生物燃料：8共二十五頁環(huán)境污染(hunjng wrn)的日趨嚴(yán)重化石(hush)燃料的短缺微藻

3、時代1.微藻燃料的研發(fā)始于1978 年美國能源部資助的“水上能源作物計劃/Aquatic Species Program”，起初是以生物氫為目的。2.1982 年逐漸轉(zhuǎn)向了生物柴油和燃料酒精方面。3.除美國外，以色列、歐洲、加拿大、阿根廷、澳大利亞和新西蘭等國家也逐步開始了微藻燃料的研發(fā)。9共二十五頁英國獨立報2010年6月10日報道，空中客車公司“新一代鉆石DA42” 飛機，用100%微藻生物燃料作為驅(qū)動燃料，在6月8日開幕的柏林國際航空航天展覽會上完成首飛。首次證明了微藻生物燃料完全(wnqun)可以獨立為飛機的飛行提供燃料。實際(shj)應(yīng)用：10共二十五頁NO.3微藻制備生物燃料(rn

4、lio)簡介11共二十五頁光反應(yīng)發(fā)生器螺旋式反應(yīng)器廂式反應(yīng)器管式反應(yīng)器膜式反應(yīng)器跑道池式反應(yīng)器各類微藻反應(yīng)器12共二十五頁規(guī)模化培養(yǎng)制備(zhbi)路線制備(zhbi)方法微藻規(guī)?；囵B(yǎng)制備路線NO.1光合反應(yīng)器法NO.3開放池法NO.2封閉環(huán)路系統(tǒng)法共二十五頁 制備(zhbi)方法制備方法基本工作原理光合反應(yīng)器法在池塘、湖面等封閉水域養(yǎng)殖藻類 封閉環(huán)路系統(tǒng)法在閉合的人造水渠中進行，含有藻類的液體在其中循環(huán)，循環(huán)過程中將藻類進行新陳代謝所需的二氧化碳和養(yǎng)分引入到水渠的液體中固化反應(yīng)器法用一些透明管道裝滿工廠排出的廢水和廢氣，管道內(nèi)的藻類吸收廢氣中所含的二氧化碳，用于光合作用。同時，藻類排出氧氣

5、，生成用于提煉燃料的物質(zhì)。14共二十五頁光合反應(yīng)器法利弊：簡便易行、成本較低的特點，但存在易污染、占地面積大、難以對水體和溫度進行調(diào)節(jié)從而生產(chǎn)不穩(wěn)定等缺點，發(fā)展受到很大限制 封閉環(huán)路系統(tǒng)法利弊：操作簡單(jindn)，培養(yǎng)條件、參數(shù)易控制，條件穩(wěn)定，成品質(zhì)量高，可實現(xiàn)全年無菌純種培養(yǎng)，能較大幅度地提高微藻細(xì)胞密度，其生長速率和生物量大幅度提高， 近些年已應(yīng)用于微藻的商業(yè)性、高密度大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)。但封閉式光生物反應(yīng)器在規(guī)模培養(yǎng)過程中的生產(chǎn)成本相對較高，成本為開放式池塘培養(yǎng)法的10 倍固化反應(yīng)器法利弊：（同封閉環(huán)路系統(tǒng)）15共二十五頁微藻油的提取(tq)是降低成本的關(guān)鍵16共二十五頁微藻生物煉制技

6、術(shù)降低(jingd)微藻生物柴油商業(yè)化成本的出路17共二十五頁“工程微藻”法生產(chǎn)生物柴油，為柴油生產(chǎn)開辟了一條新的技術(shù)途徑。美國國家可更新實驗室(NREL)通過現(xiàn)代生物技術(shù)建成“工程微藻”，即硅藻類的一種“工程小環(huán)藻”。在實驗室條件下可使“工程微藻”中脂質(zhì)含量增加到60%以上，戶外生產(chǎn)也可增加到40%以上，而一般自然(zrn)狀態(tài)下微藻的脂質(zhì)含量為5%-20%。“工程微藻”中脂質(zhì)含量的提高主要由于乙酰輔酶A羧化酶(ACC)基因在微藻細(xì)胞中的高效表達，在控制脂質(zhì)積累水平方面起到了重要作用。目前，正在研究選擇合適的分子載體，使ACC基因在細(xì)菌、酵母和植物中充分表達，還進一步將修飾的ACC基因引入微

7、藻中以獲得更高效表達。利用“工程微藻”生產(chǎn)柴油具有重要經(jīng)濟意義和生態(tài)意義，其優(yōu)越性在于：微藻生產(chǎn)能力高、用海水作為天然培養(yǎng)基可節(jié)約農(nóng)業(yè)資源；比陸生植物單產(chǎn)油脂高出幾十倍；生產(chǎn)的生物柴油不含硫，燃燒時不排放有毒害氣體，排入環(huán)境中也可被微生物降解，不污染環(huán)境，發(fā)展富含油質(zhì)的微藻或者“工程微藻”是生產(chǎn)生物柴油的一大趨勢。18共二十五頁NO.4微藻生物燃料(rnlio)動態(tài)美國能源部 2010年6月29日向三個研究財團資助2400萬美元，以加速實現(xiàn)基于海藻的生物燃料的商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。可持續(xù)微藻生物燃料財團：由亞利桑那州立大學(xué)帶領(lǐng)，這個財團將集中測試藻類生物燃料的可接受性，作為石油基燃料的替代。 任務(wù)包

8、括海藻生物化學(xué)轉(zhuǎn)化燃料和產(chǎn)品的研究，以及分析藻類燃料和燃料中間體的物理化學(xué)性質(zhì)。(600萬美元) 微藻生物燃料商業(yè)化財團：由加州大學(xué)帶領(lǐng)，這個財團將集中開發(fā)藻類作為一種健壯的生物燃料原料。任務(wù)包括研究藻類作物保護的新方法、藻類營養(yǎng)運用和回收，以及開發(fā)基因工具。(900萬美元) Cellana財團 ：由Cellana公司帶領(lǐng)，這個財團將試驗在海水中生長的微藻大規(guī)模生產(chǎn)燃料。任務(wù)包括將新的藻類收獲技術(shù)與中型規(guī)模培殖試驗床構(gòu)成一體化，并開發(fā)海洋微藻類作為水產(chǎn)養(yǎng)殖(yngzh)產(chǎn)業(yè)的動物飼料。(900萬美元) 19共二十五頁國內(nèi)主要研究(ynji)單位 課題組 研究領(lǐng)域清華大學(xué)吳慶余課題組異養(yǎng)培養(yǎng)產(chǎn)油

9、小球藻、油脂提取和生物柴油加工研究。國家海洋局第一研究所鄭力課題組從事能源微藻藻種篩選等。暨南大學(xué)張成武課題組從事能源微藻藻種篩選、規(guī)模培養(yǎng)等。中國海洋大學(xué)潘克厚課題組從事能源微藻藻種篩選、分子生物學(xué)改造等。中科院海洋所、南海所、武漢植物所、武漢水生所、青島生物能源所、遺傳與發(fā)育所從事油藻藻種篩選與分子生物學(xué)改造、大規(guī)模培養(yǎng)等。中科院過程工程研究所叢威課題組從事光生物反應(yīng)器與微藻培養(yǎng)技術(shù)研究。中科院大連化物所張衛(wèi)課題組從事微藻產(chǎn)氫及微藻培養(yǎng)技術(shù)等研究。北京化工大學(xué)譚天偉課題組近年開始從事微藻及其和微生物聯(lián)合培養(yǎng)等研究。南京工業(yè)大學(xué)黃和課題組近年開始從事微藻培養(yǎng)研究，光生物反應(yīng)器和高密培養(yǎng)的工作

10、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)王長海課題組從事海洋微藻生物技術(shù)方面的研究工作廈門大學(xué)高坤山課題組從事微藻光合作用機理方面的研究華東理工大學(xué)李元廣課題組從事微藻高密度高產(chǎn)率培養(yǎng)技術(shù)、新型光生物反應(yīng)器開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化研究。20共二十五頁國內(nèi)研究(ynji)：波音與中科院青島生物能源與過程研究所建立生物燃料研究實驗室 2010年5月，中科院青能所與波音公司簽署協(xié)議建立聯(lián)合實驗室，致力于建立微藻航空生物燃料技術(shù)、航空生物燃料加工煉制技術(shù)等研發(fā)平臺，建成微藻航空生物燃料中試系統(tǒng)，提供高品質(zhì)航空生物燃料產(chǎn)品，推動(tu dng)可持續(xù)航空生物燃料的技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)示范。9月2日，由中科院青能所與波音公司共同投資組建的“可持續(xù)航空

11、生物燃料聯(lián)合研究實驗室”在青島揭牌。 21共二十五頁08年新奧公司微藻固定CO2生物柴油年中試成功(chnggng)，利用管道式及平板式光生物反應(yīng)器從事能源微藻培養(yǎng)的中試、能源微藻分子生物學(xué)改造等。22共二十五頁微藻生物燃料(rnlio)的前景:世界各國在微藻的選育、規(guī)模培養(yǎng)、生物煉制與產(chǎn)品開發(fā)等相關(guān)方面都進行了大量的嘗試與研究，并積累了許多成功的經(jīng)驗，未來一定會實現(xiàn)微藻生物能源的產(chǎn)業(yè)化。 我國是一個能源消費大國,能源的供應(yīng)已影響到社會和諧的方方面面，而生物能源作為新型可再生能源,必將在經(jīng)濟和工業(yè)發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用。對能源微藻進行生態(tài)培養(yǎng)和綜合開發(fā)，是未來微藻能源產(chǎn)業(yè)的一個重要發(fā)展方向。特別是工程微藻無疑是制備生物能源原料的優(yōu)良替代品,具有廣闊(gungku)的開發(fā)利用前景。23共二十五頁謝謝(xi xie)24共二十五頁內(nèi)容摘要微藻生物能源。微藻和高等植物的油屬三?；视王ィ伎勺鳛樯锊裼偷纳a(chǎn)原料。微藻可以不與 農(nóng)作物 爭地、爭水。1.微藻燃料的研發(fā)始于1978 年美國能源部資助的“水上能源作物計劃/Aquatic Species Program”，起初(qch)是以生物氫為目的。首次證