第五章 微藻生物能源

《第五章 微藻生物能源》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章微藻生物能源1.背景介绍2.产业化关键技术3.微藻生物炼制4.我们的工作微藻生物能源------低碳经济的突破口微藻生物能源------全球的热点藻类植物(大型藻和微藻)蓝藻门红藻门隐藻门甲藻门金藻门黄藻门硅藻门褐藻门裸藻门绿藻门轮藻门小球藻等有些学者把藻类分为11个门，有些分为8个门；门是植物分类中的一个级别。藻类植物的分类微藻（Ｍicroalgae）是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富且光合利用度高的微型自养植物。地球上微藻种类繁多，但目前被人类发现并利用的种类不多，特别是海洋微藻，目前开发的更是微乎其微。绿藻红藻硅藻物种已发现数量已发现占估计数比例（%）淡水微藻２.２×104>

2、90海洋微藻０.7×10４＜10什么是微藻？微藻在地球演化中扮演着重要角色微藻（海洋单细胞藻类）是地球上最早的生物物种，已经在地球上生存了35亿年之久，能在水中进行光合作用释放出氧气，在自然界物质和能量循环中发挥了极其重要的作用，因此微藻的出现为地球上其他生物的出现奠定了物质和气候基础。生物质+O2CO2+H2O+光为什么是微藻？光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量与光合作用所吸收的光能的比值。光合作用效率高植物：1%藻：3.5%1、反应物浓度更高2、产物浓度更低1L空气中含有约5.9×10-4gCO21L水中含有约1.7gCO21L空气中含有约0.3gO2近30

3、00倍1L水中含有约0.008gO21/40微藻通过光合作用固定CO2的效率比陆生植物更高3、光照几率更多微藻通过光合作用固定CO2的效率比陆生植物更高折射衍射水散射由于水对光具有折射、衍射、散射等效应，使得微藻所有表面都有可能受光照，然而陆生植物只有向光面才有可能受光照。等量1g干物质树叶比表面积:10-3m2微藻比表面积:1.3×103m2相同质量的微藻比表面积是树叶的1.3×106倍，比表面积越大，受光面积越大，越有利于光合作用。4、比表面积更大微藻通过光合作用固定CO2的效率比陆生植物更高微藻光合色素含量占其干重的2.5%分布于整个细胞，整个细胞就是一个光合反应器，有利于光合产物的

4、合成与转运。植物光合色素含量占其干重约0.05%,分布于树叶、树干等组织中细胞的特定部位，不有利于光合产物的合成与转运。50倍微藻光合天线植物光合天线几十倍植物的捕光天线是类囊体膜内的叶绿素,而藻类的捕光天线色素主要集中于紧连在类囊体膜外的藻胆蛋白内。天线系统的功能是将所吸收的光能高效地传递到与之相联系的光反应中心。5、更高含量的光合作用单位微藻通过光合作用固定CO2的效率比陆生植物更高微藻固定二氧化碳及产油途径微藻具有独特的CO2浓缩机制CCM（CO2-Concentrationmechanism）：即为CO2浓缩机制。当藻类细胞由高浓度CO2培养转入低浓度CO2，细胞可不断地从外部环境

5、中把无机碳或CO2运输到体内，使体内的CO2浓度高于外界环境，以有利于光合作用碳循环第一个关键酶Rubisco羧化反应，从而能提高光合速率。。微藻光合作用温度更恒定的水环境有利于微藻的光合作用海洋是地球固定CO2的主要场所海洋面积：3.61亿平方千米占地球表面：71%陆地面积：1.49亿平方千米占地球表面：29%CO2O2固定全球60%以上的CO2固定全球40%的CO2森林固定CO2变成煤炭；海洋微藻固定CO2变成石油在已知能固定CO2的微生物中微藻能力最强微藻核酮糖-1，5-二磷酸6CO23-磷酸甘油酸甘油醛-3-磷酸甘油脂肪酸产甲烷菌四氢叶酸（THF）2CO2CHO-THFCH3-CO

6、-X乙酰-CoA脂肪酸草酰乙酸2CO2异柠檬酸柠檬酸乙酰-CoA脂肪酸泥生绿菌绿色硫细菌羟基丙酰-CoA2CO2甲基丙二酰-CoA苹果酰-CoA乙酰-CoA脂肪酸微藻固定CO2能力是其他微生物的3倍以上。微藻通过光合作用生产生物质能源具有更高的原子经济性产品乙醇乳酸丁二酸生物柴油CO2/mol产品排放1mol0mol吸收1mol吸收６mol微生物酵母乳酸菌琥珀酸放线杆菌微藻产相同量的产品，微藻较其他微生物固定更多的CO2微藻是理想的燃料藻粉≈热值相同质量煤炭微藻生物质热解所得热值高，平均高达33MJ/kg，而且微藻燃烧后没有SO2等有害气体，使用后排出CO2可以被微藻本身所固定，不会增加C

7、O2的净排放。微藻含有丰富的蛋白、色素、维生素、多糖等生物活性物质，可直接用作饵料、饲料及其添加剂。微藻是理想的饲料、饵料及其添加剂微藻是理想的高蛋白饲料乌克兰我国纯蛋白大豆高质纯牛奶三聚氰胺牛奶混合饲料乌克兰种牛造成我国目前牛奶质量不高的主要原因是饲料，微藻蛋白质含量为３０～８０％，因此是良好的蛋白替代饲料。出路：高蛋白微藻饲料替代为什么选择微藻？微藻光自养生长过程与其他生物质相比，具有5大优点：光合固碳效率高，同样条