微藻制油技术：两大瓶颈待突破

　　作为传统的化石能源，石油和煤炭是地球通过漫长的地质运动才攒下的“家底”，正在日渐短缺。生物质能因为可利用生物体吸收今天的碳（空气中的二氧化碳）直接合成含碳能源，相关技术广受关注。

　　而微藻，目前被认为是最具潜力的油脂生物质资源。

　　三位一体的新兴产业

　　人们希望利用太阳能和二氧化碳，通过光合作用获得大量的含油微藻细胞，将油脂从微藻细胞中提取分离出来，再通过催化转化过程将藻油制备成生物柴油或航空煤油。

　　微藻制油优点多多。首先它不与人争粮，不与粮争地，光合效率高，可充分利用滩涂、盐碱地、沙漠、山地丘陵进行大规模培养，也可利用海水、苦咸水、废水等非农用水进行培养。其产出率高出传统作物数十倍，可有效解决非粮食可再生生物质能源的资源瓶颈。

　　微藻油脂含量高。在一定的诱导胁迫条件下，某些单细胞微藻可积累相当于细胞干重50%～70%的油脂，这是其他任何油料作物都无法比拟的。

　　在利用微藻生产生物柴油的同时，还可副产大量的藻渣生物质，作为进一步生产蛋白质、多糖、色素、碳水化合物等的原料，广泛用作高值化学品、保健品、食品、饲料、水产饵料等。

　　而且特别重要的是，微藻制油具有二氧化碳减排效应。理论上计算，每生产培养1吨微藻，可以捕获1.83吨二氧化碳。

　　一些学者甚至认为微藻是解决能源与环境问题的终极出路，微藻能源产业被认为是集能源生产、固碳减排与农业发展三位一体的战略性新兴产业。

　　复杂的系统工程

　　不过，“前途光明，道路曲折”。虽然微藻用于生产生物燃料的优势明显，但微藻生物燃料技术链是一个复杂的系统工程，涉及多个科学与工程技术问题。

　　大规模微藻生物质资源获得困难和微藻生物能源产品成本过高是目前微藻生物能源技术面临的两大瓶颈。以目前的技术进行产业化，存在大规模培养占地面积过大、基础建设投资过高、加工过程能耗物耗过大的问题。

　　这两大瓶颈的解决需要从微藻生物能源产业链涉及的各个环节进行技术攻关与突破。

　　首先要强化优质藻种选育技术的研究，通过现代生物技术，获得和构建能够适应工业化大规模应用、高光效、高油脂产率和高抗逆的工程微藻株系。

　　其次要特别加强微藻规模培养工艺与装备技术开发。目前，微藻的规模培养远未能充分发挥其速生高产的优势。因此需要发展高效低成本可规模化的微藻培养创新技术体系，建立和发展废水和燃厂废气CO2利用的微藻生态养殖技术，大幅度提高单位面积微藻生物产率、降低物能消耗，从根本上解决培养占地和成本瓶颈。

　　第三要研究开发高效低能耗的微藻加工转化的工艺、关键技术与装备，形成和建立以微藻生物柴油、航空煤油等为核心能源产品，以微藻生物质全组分多元化利用为特色的微藻生物炼制技术体系。

　　国外的研发竞赛

　　国外的微藻制油技术研发曾经历起伏。受第一次石油危机的影响，美国于1978年启动了耗资2500万美元的水生物种项目，旨在利用微藻生产生物柴油。科研人员筛选出300余株产油藻种，重点开发适于微藻生物柴油生产的培养系统和制备工艺。