微藻生物能源商用受阻在什么地方?

近来在成都举行的第六届中国工业生物技术发展高峰论坛上,藻类生物动力专题分会场济济一堂。
而在微藻生物动力之热的背面,其科研向商业转化的进程却遇冷。与会教授表明,虽然使用微藻出发生物燃料具有成长速度快、产油量高级许多优势,但此类生物动力“种子选手”的本钱瓶颈以及规划化培育等疑问仍待解。

“种子选手”待寻

从质料上区分,生物燃料阅历了3个发展阶段。
第一代生物燃料由有机质发生,首要包含淀粉、糖类、动物脂肪和菜籽油,来历于马铃薯、谷物、油菜籽和大豆等。但其质料也可用来出产人类的食物或动物饲料,以这些资料很多出产燃料将会“与人争粮”。
由纤维产品如木材、稻草、多年生牧草或木材加工废料出产的燃料称为第二代生物燃料。这类质料只要以农林废弃物和非粮质料出产,具有显着优势,但因造价贵重和质料来历有限而难以遍及。
所以,大家持续寻觅更多潜在的生物燃料“种子选手”。微藻随之“浮出水面”。
微藻是一种浮游的光自养微生物类群,广泛存在于海洋、湖泊、河流等水体环境中,其间有许多藻种在特定环境条件下,可以堆集很多的油脂产品,用于生物柴油出产。
暨南大学水生生物研究中心教授张成武表明:“使用微藻出发生物燃料具有许多优势。”
微藻可使用海水或半咸水在边沿地带进行培育、不占用犁地和饮用水,可使用废水中的氮、磷等养分成分和电厂烟气中的CO2为碳源进行培育。
其另一特色在于光合作用功率高,易于规划化培育,且可以堆集多种动力物质,三酰甘油(TAG)含量可达细胞干重的50%以上。
此外,微藻成长周期短,细胞繁衍速度快,单位面积产值是油料植物的数十到数百倍以上。
据分析,内蒙古达拉特旗产业化演示基地饲养数据显现,微藻年产可达8~10吨/亩,约为第一代生物燃料质料之一的大豆产值的40倍(大豆年产约为200~300公斤/亩);产油量可达4~5吨/亩,约为大豆的90倍(大豆产油量约为40~60公斤/亩)。
难降的本钱
虽然远景令人激动,但其产业化进程却相同遭受了瓶颈。
中石化石油科学研究院研究员荣峻峰指出:“本钱疑问是当前微藻生物动力技术商业化的首要疑问。”
在本钱方面,方针和实际的距离到底有多大?中国科学院青岛生物动力与进程研究所研究员刘天中给出的数据再显着不过了:原油、菜籽油、棕榈油本钱分别为0.3~0.8美元/kg、0.25美元/kg、0.3~0.4美元/kg,以此为参照,微藻生物动力的本钱方针是在0.5~0.8美元/kg,而实际是当前微藻油的本钱高达3~10美元/kg,出产微藻首要品种螺旋藻藻粉的本钱就高达1.5万~1.7万元/吨。
一起,刘天中也表明,微藻产业化还存在资源瓶颈。
2011年,中国柴油表观消耗约为1.67亿吨。若是微藻生物柴油占10%,则藻粉需求量(以30%油含量计)为0.56亿吨/年。
而2008年全国首要微藻饲养产值数据显现,螺旋藻仅为4500吨,小球藻仅为1000~1500吨。
藻种选育也不容乐观。张成武在讲演中特别强调,藻种选育是微藻生物燃料高效出产的要害。
其间的道理并不难理解:藻种选育是整个产业链的第一步,开端选错了方针再向后期推动必定艰难重重。
张成武表明,微藻有几十万种,分属不一样类别,其内在生物学特性决议了成长速度、代谢方法、环境习惯性和方针产品堆集量。
藻种选育之难还在于需求思考养分代谢方法、抗性、出产方法、产值、出产本钱、收成方法、能量功率等多方面要素。
规划化培育之争
归纳上述疑问,荣峻峰表明,低本钱、大批量地取得产油微藻生物量是首要任务。
当前微藻生物燃料出产链从前端到后端首要触及微藻藻种选育、光生物反应器、规划化培育、采收和脱水、提取和转化等环节。
其间,荣峻峰以为,规划饲养是首要需求打破的要害环节。
据刘天中分析,微藻培育首要采纳两种形式,一种关于一切藻种,另一种则关于异养藻种。前者使用光合作用,吸收CO2、开释O2,培育密度低,成长缓慢;而后者则凭借糖同化作用,吸收O2,开释CO2,培育密度高,成长快,但可习惯的藻种有限。
而在微藻培育配备体系方面,也存在两类:一种是使用水泥、塑料膜等原料铺设的敞开池体系,另一种是玻璃、有机玻璃和塑料膜构建的封闭式光反应器体系。

刘天中说:“敞开池当前是微藻培育的首要体系。特别是在螺旋藻、小球藻、盐藻等规划化饲养上已比拟老练。”

光反应器培育体系方面,光反应器品种林林总总,其间以水平管道式、气泡柱式平和板式居多。为处理光反应器玻璃或有机玻璃原料扩大时不耐压和本钱过高的疑问,以塑料薄膜为原料的反应器逐步遭到更多注重。

关于这两种体系,刘天中说,规划培育到底是敞开池好,仍是光反应器好,业界一向有很大争议。敞开池功率是比拟低,可是它比拟廉价,这是个中心疑问,业界都以为敞开池功率低,但有人把光反应器和敞开池作了比照,或许功率不同没那么大。
此外,刘天中还指出,光照是决议培育功率的中心,而光在水中严峻衰减。此外,洪流量发生的压力致使反应器扩大艰难,且成为首要耗源,这也是不容忽视的约束要素。

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