微藻生物柴油技术的研究现状及展望

微藻生物柴油是一种优良的可再生新能源,对于解决人类面临的能源短缺和全球变暖两大危机具有潜在的重大战略意义。综述了微藻生物柴油的技术流程、油脂含量较高的微藻藻种、微藻生物柴油的最大技术瓶颈、提高微藻油脂总产量的方法、微藻的大规模培养、微藻的采收和微藻生物柴油的制取等方面的研究现状,并对微藻生物柴油未来的核心研究方向提出了初步见解。     

利用基因工程技术提高微藻油脂含量的研究进展

利用微藻油脂制备生物柴油因具有重要的战略意义而受到世界各国的重视,成为近年来的研究热点。利用微藻制备生物柴油具有生长周期短、易于大规模培养、能大量吸收CO2及不占用耕地等优点。但是,由于对藻类油脂合成代谢中的调节机制了解不多,导致微藻基因组研究相对滞后,极大地限制了微藻生物能源的大规模开发和利用。随着现代生物技术的发展,通过基因工程、代谢工程等方法调控微藻脂类的合成代谢,提高藻类含油量和生物量已成为可能。概述了微藻中油脂的合成代谢,归纳总结利用基因工程技术提高微藻油脂含量的研究进展,为获得含油量高的工程微藻及微藻制备生物柴油提供技术储备。     

微藻生物柴油的发展

微藻生物柴油是一种具有较大发展潜力的可再生能源,与动、植物为原料制备的生物柴油相比,它有不占用耕地、产油效率高等优点。目前,微藻生物柴油在国内外都有很大发展,产业化的进程也在逐步推进。介绍了高油脂含量微藻的种类、微藻合成油脂的机理研究、微藻的培养技术及微藻生物柴油的产业化现状,并对微藻生物柴油发展中的一些问题进行了分析。     

开发木本油料植物作为生物柴油原料的研究

本文根据德国、欧盟和美国制定的生物柴油标准制定了以碘值、十六烷值和脂肪酸组成等参数作为植物油质量的评价体系。通过四条标准,即51<十六烷值<65、碘值<115、亚麻酸<12%和十八碳四烯酸<1%、碳链长度为C12-C22,对国产118种种子含油量超过30%的木本油料植物进行评估,共筛选出53种木本油料植物的种子油可作为发展生物柴油最适合的原料。其中油茶、杏、无患子、臭椿、白檀、海州常山分布广,是值得推广种植的生物柴油植物。富油大科山茶科和无患子科植物的种子油一般都适合发展生物柴油,而富油大科樟科、松科和卫矛科植物的种子油不适合作生物柴油原料。我国各省区可因地制宜选择合适的能源树种,发展生物柴油产业。     

微藻生物柴油的现状与进展

微藻生物柴油能够解决目前使用植物原料发展生物柴油面临的耕地不足、气候变化对产量影响大和引起农作物价格上涨等突出问题。通过转基因技术培育“工程微藻”,繁衍能力高,生长周期短,比陆生植物产油高出几十倍,并且能用海水作为其天然培养基进行工业化生产。介绍了微藻生物柴油的优势,高脂质微藻选育,以及工程微藻研究与下游生产工艺的研究现状和进展。     

微藻油脂合成代谢途径及调控机制的研究进展

随着经济的快速发展,各国对石油的需求仍有增无减,但是石油作为不可再生能源不利于可持续发展。相比之下,生物柴油应运而生且已发展到了第三代,而微藻作为第三代生物柴油的主角因为具有生长速度快,不占用耕地等优势,已逐渐成为具有极大发展潜力的能源原料,所以利用微藻生产生物柴油的技术近年来也成为研究的重点。本综述针对微藻容易进行基因改造的优势,综述了国内外对微藻油脂代谢通路的研究现状及进展,讨论了目前的基因改造方法对通路中关键酶产生的影响,以求找到能有效并稳定增强微藻油脂代谢途径的方法,为以后的研究提供理论指导。     

产生物柴油微藻培养研究进展

石油的大量使用会导致能源枯竭和温室气体（CO2）排放的增加。为了实现经济和环境的和谐发展,必须使用可再生能源代替石油。可再生能源使用后不会造成温室气体排放的增加。生物柴油是一种理想的可再生能源, 能满足以上要求,所以近年来得到迅速发展。微藻是一种主要利用太阳能固定 CO2,生成制备生物柴油所需油脂的藻类。因此以微藻油脂为原料转化成的生物柴油是石油理想的替代品。简要介绍了产油微藻的种类和微藻油脂的合成,较详细地阐述了微藻自养培养、异养培养、生物反应器、工程微藻的最新研究进展,并初步展望了微藻产油研究的未来发展方向。     

微藻生物柴油研发态势分析

微藻是光合效率最高的原始植物之一,与农作物相比,单位面积的产率可高出数十倍。微藻生物柴油技术首先包括微藻的筛选和培育,获得性状优良的高含油量藻种,然后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。完整的微藻生物柴油成套技术链涵盖多个技术环节,是一个复杂的系统工程,包括微藻生物工程技术、微藻高效规模化养殖技术,以及微藻生物质采收、加工与转化技术等。其中,降低生产成本是当前微藻生物柴油研究面临的主要挑战,各国的研究机构为此开展了多方面的研究。     

微藻减排CO2制备生物柴油的研究进展

碳减排与可再生能源的开发利用是研究可持续发展的热点,而微藻在此方面具有巨大优势.利用微藻减排CO2合成生物柴油生产原料油脂,对于解决能源短缺和全球变暖具有重大战略意义.将碳减排与微藻生物柴油的制备方法相结合,对微藻转化CO2合成生物油脂的机制,微藻油脂积累的影响因素以及国内外在工业上的研究概况等方面进行综合归纳和评述,并对微藻生物油脂的发展前景进行了展望.     

我国微藻生物柴油的研究背景与发展战略

生物柴油是可再生能源开发利用的重要发展方向。藻类制备生物柴油具有产油量高、生长速度快、环境适应能力强、不与农作物争夺农田和淡水资源等优势。从微藻制备生物柴油着手,简要介绍了生物柴油的生产原料与发展历程、微藻油脂的组成与生物合成途径、微藻制备柴油的工艺与瓶颈及解决策略,最后对微藻制备生物柴油技术提出了近中远期发展目标及展望。     

基于模糊综合评价的产生物柴油微藻藻种筛选

产生物柴油微藻大规模培养对微藻藻种的性能要求较高。从丰富的藻种资源中筛选到高品质的藻种一直是个亟待解决的问题。通过研究3株产油微藻,从系统工程的角度综合整个微藻生物柴油的技术工艺,建立了以生长速率、含油率、油脂组成等18种指标的二级评价体系,采用二级模糊综合评价的模糊数学方法对产生物柴油微藻的性能进行综和分析、筛选。最终确定供评价的三株微藻二级模糊综合评价集：小球藻LICME001［0.360 0.315 0.192 0.069 0.064］,微绿球藻LICME002［0.277 0.331 0.236 0.104 0.052］和葡萄藻LICME003［0.325 0.371 0.232 0.071 0.060］。根据最大隶属度法则分析得：小球藻LICM001株产生物柴油微藻品质为优等级别,适合产生物柴油的技术工艺要求;微绿球藻LICME002和葡萄藻LICME003为良等级别的产生物柴油藻种。     

小球藻生产生物柴油的研究

<正>生物柴油是一种以动植物油脂为原料制备、可替代化石柴油的绿色新能源。然而,以动植物油脂为原料的生物柴油其原料成本占总生产成本的75%左右,并且消耗大量可食用的植物油脂;以餐饮废弃油脂为原料虽然可有效降低生产成本,但原料来源有限,难以满足大规模生产的需要,且产品的质量难以保证。微藻是一类单细胞藻类,其在特定的条件下可大量积累油脂,而且藻油具有与一般植物油脂类似的脂肪酸结构,因此被认为是一种具有巨大潜力的新型生物柴油油脂原料[1]。     

Microalgae for phosphorus removal and biomass production: a six species screen for dual‐purpose organisms

Microalgae biofuel production can be feasible when a second function is added, such as wastewater treatment. Microalgae differ in uptake of phosphorus (P) and growth, making top performer identification fundamental. The objective of this screen was to identify dual‐purpose candidates capable of high rates of P removal and growth. Three freshwater – Chlorella sp., Monoraphidium minutum sp., and Scenedesmus sp. – and three marine – Nannochloropsis sp., N. limnetica sp., and Tetraselmis suecica sp. – species were batch cultured in 250 mL flasks over 16 days to quantitate total phosphorus (TP) removal and growth as a function of P loads (control, and 5, 10, and 15 mg L^?1 enrichment of control). Experimental design used 100 μmol m^?2 s^?1 of light, a light/dark cycle of 14/10 h, and no CO₂ enrichment. Phosphorus uptake was dependent on species, duration of exposure, and treatment, with significant interaction effects. Growth was dependant on species and treatment. Not all species showed increased P removal with increasing P addition, and no species demonstrated higher growth. Nannochloropsis sp and N. limnetica sp. performed poorly across all treatments. Two dual‐purpose candidates were identified. At the 10 mg L^?1 treatment Monoraphidium minutum sp. removed 67.1% (6.66 mg L^?1 ± 0.60 SE) of TP at day 8, 79.3% (7.86 mg L^?1 ± 0.28 SE) at day 16, and biomass accumulation of 0.63 g L^?1 ± 0.06 SE at day 16. At the same treatment Tetraselmis suecica sp. removed 79.4% (6.98 mg L^?1 ± 0.24 SE) TP at day 8, 83.0% (7.30 mg L^?1 ± 0.60 SE) at day 16, and biomass of 0.55 g L^?1 ± 0.02 SE at day 16. These species merit further study using high‐density wastewater cultures and lipid profiling to assess suitability for a nutrient removal and biomass/biofuel production scheme.     

研究开发燃料油植物生产生物柴油的几个策略

能源短缺和环境污染是目前人类社会所面临的巨大挑战,而生物柴油的应用和推广正是现阶段解决能源替代问题的较佳手段。现今国外生物柴油产业发展十分迅速,产量逐年增长,而我国的生物柴油产业才刚刚起步。本文介绍了极具潜力的5种木本油料植物麻疯树（Jatropha curcas）、光皮树（Cornus wilsoniana）、文冠果（Xanthoceras sorbifolia）、黄连木（Pistacia chinensis）和欧李（Cerasus humilis）和1种野生草本油料植物海篷子（Salicornia bigelivii）,进而提出运用转基因技术提高燃料油植物种子含油量的优势,归纳总结了生产生物柴油的4种不同工艺。最后建议政府应对燃料油植物种植和生产加工产业实施补贴和免税等扶植政策。本文对我国生物质能源产业的发展提供了有价值的实施策略,具有重要的借鉴和参考价值。     

利用烟道气培养微藻的机制与应用

微藻生物柴油是唯一有潜力代替传统化石燃料解决交通用油问题的可再生生物能源,但其产业化主要受到微藻培养高成本的制约。工业废气(烟道气)不仅含有大量CO2,还含有硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)。因此,利用烟道气培养产油微藻既可以降低微藻生物柴油的生产成本,又可以减少温室气体和污染气体的排放。综述了微藻液体悬浮培养系统吸收、转化CO2、SOX和NOx的机理和利用烟道气培养微藻的研究与实践,基于微藻细胞具有高效吸收、转化CO2、SO2和NOx的能力,提出了建立微藻产油、固碳、脱硫、除硝一体化模式来帮助解决当前能源和环境问题的设想。     

我国生物柴油原料来源的多样性探讨

生物柴油作为一种重要的生物质能源已引起世人关注,其生产和应用已成为缓解能源危机的重要组成部分。本文分析了我国生物柴油生产原料多样性的必要性,阐述了可用于生物柴油生产的原料类型和应用开发现状,以及用于生产时所存在的问题,提出了相应的解决对策,最后对生物柴油的应用前景给予了展望。