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微藻生物能源的开发与利用

专利权人:北京大学

1. 项目概述世界各国对能源的需求与日俱增。对能源的争夺导致外交策略的改变、战争的发生、以及社会不稳定等已远远超过其对经济的直接影响。因此,发掘可再生、可持续、低碳、并且不影响粮食供应的新能源尤为重要。微藻生物能源可以称得上是最佳的新能源选择。工学院陈峰教授(食品与生物资源工程研究所“千人计划”教授)将采用结合光合生物反应器和开放式大池的养殖模式,以梯度法扩大规模,同时也利用结合异养和光自养模式,做到有效控制藻种质量和接种种子密度,务求加快藻类生长速率,这样另一方面也可以减少微藻培养过程中的污染,使总产率

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1. 项目概述世界各国对能源的需求与日俱增。对能源的争夺导致外交策略的改变、战争的发生、以及社会不稳定等已远远超过其对经济的直接影响。因此,发掘可再生、可持续、低碳、并且不影响粮食供应的新能源尤为重要。微藻生物能源可以称得上是最佳的新能源选择。工学院陈峰教授(食品与生物资源工程研究所“千人计划”教授)将采用结合光合生物反应器和开放式大池的养殖模式,以梯度法扩大规模,同时也利用结合异养和光自养模式,做到有效控制藻种质量和接种种子密度,务求加快藻类生长速率,这样另一方面也可以减少微藻培养过程中的污染,使总产率提高,有效减少生产费用。目前,技术研发的关键在于如何减低生产藻油的单位重量费用。这可以从藻种的选育和生物工程修饰,以及生物反应器(池)的设计两方面入手,进行深入、系统的研究。目标是在3-5年内争取得到可生产跟石油价格相接近的生物柴油的技术。2. 应用范围 发掘可再生、可持续、低碳、并且不影响粮食供应的新能源。3. 市场状况及市场预测据估计,微藻的光合作用效率可达高等植物的100倍以上。光合作用所需的太阳光和二氧化碳均为“免费”的。同时由于微藻生长过程中对二氧化碳的捕获利用,减少了环境的二氧化碳从而减少地球温室效应发生的机率。此外,微藻可以生长在不适合耕作的贫瘠土地、或盐碱湖泊、或海域,这样不影响粮食或其它农作物耕种。微藻含油可高达77%,是地球上“最肥”的生物,适合生产生物柴油。同时,微藻还含有大量其它功能活性成分。地球上最少已知有50000个藻种,是一个巨大的生物、遗传和代谢多样化资源。可是,到目前为止,用于工业化生产的微藻仅大约20个藻种。所以,微藻资源具开发利用的巨大潜力,利用微藻生产生物能源以及附带功能食品成分的前景十分广阔。根据美国能源部再生能源实验室资料,用微藻油脂来生产生物柴油的造价估计为每升0.44 – 0.88 美元。这个价格跟目前石油价格已十分接近。必须指出,生产微藻生物柴油的主要费用在于租用土地上。但是,在我国不乏不宜耕作的土地,这些土地价格低廉。同时,我们也可以考虑利用盐碱湖泊或海域,这样可以大大减少生产微藻生物柴油的费用。根据以往的经验,微藻细胞生物量生产率可高达80克/平方米/天。如果假设藻油含量为其生物量的50%,那么,每年每公顷地面积(100 x100平米)就可以生产146吨生物柴油,折合7.3万美元(以每升0.5美元计算)。同时还可以获得抽提藻油后的高附加值产品(如类胡萝卜素、藻胆蛋白等)。