微藻生物柴油研究进展

安重农业科学，JournalofAnhu／A痧．Sei．2010．38(27)：15208—15210蠢任编辑常俊季责任校对傅真治微藻生物柴油研究进展李臣(浙江农业商贸职业学院，浙江绍兴312000)摘要介绍了藻类生产及利用高油藻类制备生物柴油的研发现状，分析了目前藻类生物燃料研究中存在的困难，并展望了微藻产油制备生物柴油的研究方向。关键词微藻；油脂；生物柴油；可再生能源中图分类号TE667文献标识码A文章编号0517—6611(20lo)27—15208—03l≈esearehProgressOilBiodieselfromMicro．algaeUCheB(ZhejiangVocationalCoHege0fA加砌tIl】甜CommercialandTrade，Shaoxing，Zhejiang312000)AbstractThereseal'chanddevelopmentstatIIsofalgaeproductionandproducingbiodieselwithhigll-oilalgaewasintroduced，thepresentdif-ficultyinalgaebiofuelresearchwasanalyzedandtheresearchdirectionofproducingbiodieselwithmicro—algaeoilwaspredicted．KeywordsMicro·algae；Lipid；Biodiesel；Renewableenergyresources随着石化柴油资源的日益紧缺，能源问题已成为世界各国关注的焦点，开发可再生能源也成为当今世界的研究热点¨J。生物柴油作为较成功的替代型燃油口’，目前在世界各国得到了大力发展，已成为国际上发展最快、应用最广的环保型可再生能源。生物柴油工业化生产的关键在于廉价原料油的获得，生物柴油成本构成中约75％为原料油成本。目前以植物油脂和动物油脂为原料生产的生物柴油约占所需柴油的3％，而增加生物柴油所需的植物油脂和动物油脂的产量将导致世界粮食供应问题’。开拓油脂资源成为未来生物柴油产业发展的瓶颈。研究发现，部分微藻中含有相当可观的油脂类物质，可直接提取得到微藻油，且微藻油的成分与植物油相似，可作为植物油的替代品，还可用来生产生物柴油。与其他油料作物相比，利用微藻培养生产生物柴油占地面积最小，同时，微藻培养可利用滩涂地、荒废地等非耕地，不会对粮食作物的生产构成威胁，因此微藻是很有发展前景的生物柴油原料。Chisti通过建立数学模型和工程计算得出，目前来自于作物生产的生物柴油取代石化油是不可能的，唯一可能取代石化油的生物柴油只能是来自于微藻的生物柴油‘4。51。1微藻及微藻生物柴油微藻是光合效率最高的原始植物，也是自然界中生长最迅速的一种低等植物，某些微藻可以生长在高盐、高碱的水体中，因此可充分利用滩涂、盐碱地、沙漠对其进行大规模培养，也可利用海水、盐碱水、工业废水等非农用水对其进行培养，还可利用工业废气中的CO：进行培养。微藻通过光合作用生产的油脂比油料植物多很多。一般微藻在24h内即可使生物量加倍，在指数生长期的生物量倍增时间一般为3．5h，单位面积微藻的年产量比油料作物中产量最高的作物还要高7-23倍扣】。许多微藻的含油量可达20％一50％川，部分微藻的含油量可超过微藻于质量的80％，远超过最好的产油作物。目前，微藻生物柴油不仅可替代石油直接应用于工业生产，而且还可作为植物油的替代品哺J。目前，微藻油脂已成为潜在的能源研究热点。以微藻为原料生产生物柴油的优势主要体现在以下几作者简介李臣(1982一)，男，山东泰安人，硕士，助教，从事生物质及农产品资源综合利用研究。收稿日期2010．04—19个方面：(1)产油率高。微藻生长速度快，光合效率高。可提供足以解决全球需求的非粮食可再生的生物质能。一些产油微藻的脂肪酸总量可达干重的50％一90％，有望成为最有前景的生物燃油来源。(2)具有减排效应，可直接处理工业废气。微藻可利用废气(C02、N02)和废水，不仅能减少温室气体的排放一1，而且可降低生产成本，一些微藻还可通过胞外CO：浓缩机制(CarbonConcentratingMechanism，CCM)直接吸收C02并将其转化为碳酸氢(盐)¨⋯。(3)具有潜在的竞争优势，可高值化综合利用。微藻含有丰富的生物活性物质，在制备生物燃油的同时可进行高值化综合利用，相对降低微藻产油的成本。可开发的高值产品包括虾青素、活性蛋白、活性多糖、不饱和脂肪酸、天然色素、生物肥料和饵料等。(4)不占用耕地。微藻适应能力强，不争地，不争水。一些微藻具有盐碱适应能力，可利用海水、地下卤水等在滩涂、盐碱地对其进行大规模培养；另外，利用封闭式光生物反应器培养微藻可生产相同量的生物质