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第三代生物燃料 ——微藻生物燃料 世界上首架使用纯藻类生物燃料的“绿色”飞机。 这架飞机是欧洲航空防务和航天公司用奥地利钻石公司的DA42型飞机改造而成，刚刚在6月的柏林航空展上进行了首航。 内容概要 第三代生物燃料的背景 微藻生物燃料的特点 微藻制备生物燃料简介 微藻生物燃料动态 第三类生物燃料的背景 第一代生物燃料：粮食时代 第二代生物燃料：纤维素时代 第三代生物燃料：微藻时代 第四代生物燃料： 微藻时代 微藻燃料的研发始于1978 年美国能源部资助的“水上能源作物计划/Aquatic Species Program”，起初是以生物氢为目的。 1982 年逐渐转向了生物柴油和燃料酒精方面。 布鲁克林学院、俄亥俄大学、弗吉尼亚大学、蒙大拿州立大学、亚利桑那州立大学等高校先后致力于藻类燃料的研究。 美国之外，以色列、欧洲、加拿大、阿根廷、澳大利亚和新西兰等国家也逐步开始了微藻燃料的研发。 微藻生物燃料的特点 微藻是遍布全球水体的浮游植物 。微藻把光合作用产物转化成油贮藏起来，在细胞内形成油滴。将这些油通过转酯化后可转变为脂肪酸甲酯，即生物柴油 。某些微藻能够合成长链烯烃，也具有发展生物燃料的潜力 。 微藻和高等植物的油属三酰基甘油酯，都可作为生物柴油的生产原料。 微藻生物燃料的特点 与一些产油植物相比，利用微藻生产生物柴油的优势在于以下几个方面： 微藻单位面积的产率高出高等植物数十倍 微藻可在缺氮等条件下存活，并可大量积累油脂，含油量可高达70％ 微藻可以不与 农作物 争地、争水 微藻的培养可利用工业废气中的二氧化碳，减少环境污染 藻类制备生物燃料简介 原料：微藻（单细胞或丝状体 d＜1mm） 小球藻 盐藻 藻类制备生物燃料简介 微藻规模化培养制备路线 光合反应器法 封闭环路系统法 开放池法 藻类制备生物燃料简介 光合反应器法 基本工作原理：在池塘、湖面等封闭水域养殖藻类 利弊：简便易行、成本较低的特点，但存在易污染、占地面积大、难以对水体和温度进行调节从而生产不稳定等缺点，发展受到很大限制 藻类制备生物燃料简介 封闭环路系统法 基本工作原理：在闭合的人造水渠中进行，含有藻类的液体在其中循环，循环过程中将藻类进行新陈代谢所需的二氧化碳和养分引入到水渠的液体中 利弊：操作简单，培养条件、参数易控制，条件稳定，成品质量高，可实现全年无菌纯种培养，能较大幅度地提高微藻细胞密度，其生长速率和生物量大幅度提高， 近些年已应用于微藻的商业性、高密度大规模培养生产。但封闭式光生物反应器在规模培养过程中的生产成本相对较高，成本为开放式池塘培养法的10 倍以上 藻类制备生物燃料简介 固化反应器法 基本工作原理：用一些透明管道装满工厂排出的废水和废气，管道内的藻类吸收废气中所含的二氧化碳，用于光合作用。同时，藻类排出氧气，生成用于提炼燃料的物质。 利弊：（同封闭环路系统） 微藻生物燃料动态 美国能源部 2010年6月29日向三个研究财团资助2400万美元，以加速实现基于海藻的生物燃料的商业化规模生产。 微藻生物燃料动态 可持续微藻生物燃料财团(亚利桑那州Mesa) ：由亚利桑那州立大学带领，这个财团将集中测试藻类生物燃料的可接受性，作为石油基燃料的替代。 任务包括海藻生物化学转化燃料和产品的研究，以及分析藻类燃料和燃料中间体的物理化学性质。(能源部资助600万美元)  微藻生物燃料动态 微藻生物燃料商业化财团(加利福尼亚San Diego)：由加州大学带领，这个财团将集中开发藻类作为一种健壮的生物燃料原料。任务包括研究藻类作物保护的新方法、藻类营养运用和回收，以及开发基因工具。(能源部资助900万美元) 微藻生物燃料动态 Cellana财团(夏威夷州Kailua-Kona) ：由Cellana公司带领，这个财团将试验在海水中生长的微藻大规模生产燃料。任务包括将新的藻类收获技术与中型规模培殖试验床构成一体化，并开发海洋微藻类作为水产养殖产业的动物饲料。(能源部资助900万美元) 微藻生物燃料动态 荷兰瓦赫宁恩（Wageningen）大学 微藻生物燃料动态 波音与中科院青岛生物能源与过程研究所建立生物燃料研究实验室 2010年5月，中科院青能所与波音公司签署协议建立联合实验室，致力于建立微藻航空生物燃料技术、航空生物燃料加工炼制技术等研发平台，建成微藻航空生物燃料中试系统，提供高品质航空生物燃料产品，推动可持续航空生物燃料的技术研发与产业示范。9月2日，由中科院青能所与波音公司共同投资组建的“可持续航空生物燃料联合研究实验室”在青岛揭牌。 微藻生物燃料动态 Unitel公司开发微藻生物燃料生产新工艺