即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化 为常规的固态、液态、气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源。· 微藻是一类系统发生各异、个体较小、通常为单细胞或群体的、能进行光合 作用(少部分为异养生长)的水生(或陆生、气生、共生)低等植物,今天,在地球上 存活的微藻超过20万种,微藻每年固定的二氧化碳大约占全球净光合产量的40%, 在能量转化和碳元素循环中起到举足轻重的作用。2 1.1微藻生产可再生能源的机制 微藻作为在自然界随处可见的一种低等植物,品种繁多,且对于生长环境没有 太多的要求,产量很高,代谢产物也较为丰富。微藻能够通过生物转化或后加工形 成多种形式的生物能源。如有些微藻在光合作用过程中能够通过光生物水解产生 氢气;有些微藻在次生代谢过程中,会产生烃类物质:有些微藻如金藻纲、黄藻纲、 硅藻纲等在生长繁殖过程中,体内能够积累大量的不饱和脂肪酸:微藻光合作用所 产生的生物质通过发酵气化、热解、氢化或热化学液化可分别转变为甲烷气、甲 醇、汽油、烃或燃料油:同样,微藻细胞内积累的油脂通过酯交换反应可转化为生 物柴油。 根据现有的科学研究,在一些藻类中含有大量丰富的烃类物质。布朗葡萄藻烃 类物质占干重的比例可以达到75%,另一些藻类含有极其丰富的脂类物质,如硅藻、 杜氏藻和小球藻等,大多含有30%~50%左右脂类,有的甚至高达85%。从这个意义 上说,微藻是当今最有开发前途的能源之一。 1.2微藻生产可再生能源的机制微藻生物能源的优点 微藻作为一种潜在的可再生能源的生产者具有很多优点。比如说,光合作用 转化效率高。藻类是光合自养生物,直接将太阳能转化为化学能,能量只需转化一 次。它们的光合作用转化效率可达10%以上。其次,生长速率快。藻类繁殖快,培 养周期短,因此可获得大量生物量,单位面积产量是高等植物的数倍。另外,其不 占用耕地。藻类是水生植物,可利用荒地进行生产,不与农争地:最后,环保节能。 藻类生长过程吸收的二氧化碳与燃烧过程中排出的二氧化碳数量相等,藻类生物 燃料的生产和使用不增加温室气体二氧化碳,可以保持碳平衡。 有人曾推算过,在技术成熟的条件下,如果能利用国内14%的盐碱地培养微藻, 那么其生产的柴油量可以满足国内50%的需求。同时,它对二氧化碳的减排作用也即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化 为常规的固态、液态、气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源。 1 微藻是一类系统发生各异、个体较小、通常为单细胞或群体的、能进行光合 作用(少部分为异养生长)的水生(或陆生、气生、共生)低等植物,今天,在地球上 存活的微藻超过 20 万种,微藻每年固定的二氧化碳大约占全球净光合产量的 40%, 在能量转化和碳元素循环中起到举足轻重的作用。 2 1.1 微藻生产可再生能源的机制 微藻作为在自然界随处可见的一种低等植物,品种繁多,且对于生长环境没有 太多的要求,产量很高,代谢产物也较为丰富。微藻能够通过生物转化或后加工形 成多种形式的生物能源。如有些微藻在光合作用过程中能够通过光生物水解产生 氢气; 有些微藻在次生代谢过程中,会产生烃类物质;有些微藻如金藻纲、黄藻纲、 硅藻纲等在生长繁殖过程中,体内能够积累大量的不饱和脂肪酸;微藻光合作用所 产生的生物质通过发酵气化、热解、氢化或热化学液化可分别转变为甲烷气、甲 醇、汽油、烃或燃料油;同样,微藻细胞内积累的油脂通过酯交换反应可转化为生 物柴油。 根据现有的科学研究,在一些藻类中含有大量丰富的烃类物质。布朗葡萄藻烃 类物质占干重的比例可以达到 75%,另一些藻类含有极其丰富的脂类物质,如硅藻、 杜氏藻和小球藻等,大多含有 30%~50%左右脂类,有的甚至高达 85%。从这个意义 上说,微藻是当今最有开发前途的能源之一。 1.2 微藻生产可再生能源的机制微藻生物能源的优点 微藻作为一种潜在的可再生能源的生产者具有很多优点。比如说,光合作用 转化效率高。藻类是光合自养生物,直接将太阳能转化为化学能,能量只需转化一 次。它们的光合作用转化效率可达 10%以上。其次,生长速率快。藻类繁殖快,培 养周期短,因此可获得大量生物量,单位面积产量是高等植物的数倍。另外,其不 占用耕地。藻类是水生植物,可利用荒地进行生产,不与农争地;最后,环保节能。 藻类生长过程吸收的二氧化碳与燃烧过程中排出的二氧化碳数量相等,藻类生物 燃料的生产和使用不增加温室气体二氧化碳,可以保持碳平衡。 有人曾推算过,在技术成熟的条件下,如果能利用国内 14%的盐碱地培养微藻, 那么其生产的柴油量可以满足国内 50%的需求。同时,它对二氧化碳的减排作用也