微藻憑借其物種和產(chǎn)物的多樣性、高效的光合作用和固碳能力、與高等植物近似性等多項獨特優(yōu)勢,成為合成生物學(xué)領(lǐng)域中備受矚目的底盤生物來源。
微藻是一種具有廣闊應(yīng)用前景的可再生能源。微藻具有生物總量大、生長周期短、光合反應(yīng)效率高以及含有較多的酯類物質(zhì)等優(yōu)點。利用微藻生產(chǎn)生物柴油、制備熱裂解油和生產(chǎn)生物氫氣,無論從環(huán)保角度還是從能源供應(yīng)角度來講,都具有非常重要的意義。
根據(jù)中研普華研究院《2022-2027年中國微藻生物燃料市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景預(yù)測報告》顯示:
微藻是光合效率最高的原始植物之一,與農(nóng)作物相比,單位面積的產(chǎn)率可高出數(shù)十倍。微藻生物柴油技術(shù)包括微藻的篩選和培育,獲得性狀優(yōu)良的高含油量藻種,然后在光生物反應(yīng)器中吸收陽光、CO2 等,生成微藻生物質(zhì),最后經(jīng)過采收、加工,轉(zhuǎn)化為微藻生物柴油。
生物柴油可以減少化石燃料消費,增強國內(nèi)能源獨立性,減少國際收支中的賬戶赤字。生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對激發(fā)經(jīng)濟活力、減輕貧困及失業(yè)、消化產(chǎn)地過剩植物油產(chǎn)能亦有幫助。
專家指出,我國鹽堿地面積達1.5億畝。如果用14%的鹽堿地培養(yǎng)微藻,在技術(shù)成熟的條件下,生產(chǎn)的柴油量就可滿足全國50%的用油需求。
中國微藻資源豐富,不會因收獲而破壞生態(tài)系統(tǒng),可大量培養(yǎng)而不占用耕地。另外,它的光合作用效率高,生長周期短,單位面積年產(chǎn)量是糧食的幾十倍乃至上百倍。而且微藻脂類含量在20%至70%,是陸地植物遠遠達不到的,不僅可生產(chǎn)生物柴油或乙醇,還有望成為生產(chǎn)氫氣的新原料。
中國生物燃料政策持續(xù)加碼,“雙碳”時代下國內(nèi)生物柴油產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步推進。盡管我 國在此前已經(jīng)立下“不與人爭糧”基本國策,但考慮到“雙碳”時代下減排壓力,以 及與海外減排制度的接軌(例如歐盟正在推進立法,后續(xù)所有飛往歐洲的國際航班 都需執(zhí)行歐盟的燃料標準),我國發(fā)展以生物柴油、生物航煤為主的生物燃料亦是 大勢所趨。
2016年12月,巴西礦能部、環(huán)境部和農(nóng)業(yè)部聯(lián)合制定了《國家生物燃料發(fā)展規(guī)劃草案》,以規(guī)范和鼓勵國內(nèi)生物燃料生產(chǎn)和應(yīng)用。2017年12月,時任總統(tǒng)特梅爾正式批準了《國家生物燃料發(fā)展規(guī)劃》。
該規(guī)劃明確提出,到2030年要把可再生能源在全國能源結(jié)構(gòu)中的比重提高到45%,其中生物燃料的比重占18%。計劃到2030年,全國有三分之一的城市投資開發(fā)生物燃料,可為國民經(jīng)濟提供大約1500億雷亞爾(約合283億美元)的產(chǎn)值,還將創(chuàng)造大約100萬個就業(yè)崗位。
該規(guī)劃還鼓勵開發(fā)新型生物燃料,對從事生物燃料生產(chǎn)的企業(yè),在經(jīng)過巴西國家石油、天然氣和生物燃料管理署的資格審批后,可獲得“減排信用證”,減排信用證可以上市交易,成為生物燃料企業(yè)新的融資手段。
5月10號,國家發(fā)改委印發(fā)《“十四五” 生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》明確優(yōu)先發(fā)展生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物質(zhì)替代、生物安全四大重點領(lǐng)域及其轉(zhuǎn)變趨勢。此次生物經(jīng)濟規(guī)劃的提出更是助力合成生物學(xué)的發(fā)展,在國家政策的推動下,合成生物學(xué)行業(yè)必將吸引眾多學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。
微藻憑借其物種和產(chǎn)物的多樣性、高效的光合作用和固碳能力、與高等植物近似性等多項獨特優(yōu)勢,成為合成生物學(xué)領(lǐng)域中備受矚目的底盤生物來源。從生產(chǎn)成本上來看,相比于其他生物源,微藻不僅可以發(fā)酵培養(yǎng)外,還可以光合自養(yǎng),從而減少能源的消耗和有機碳的使用,具備解決合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)化落地最大阻礙的基礎(chǔ)。微藻作為能夠進行光合作用的單細胞生物,可以直接以二氧化碳為原料生產(chǎn)生物質(zhì)。從原理和過程上講,它是最符合負碳生物制造要求的生物源。相比于大腸桿菌、酵母等微生物,微藻也是常用于低碳合成生物學(xué)的富油細胞,是可實現(xiàn)生物燃料的重要底盤。
微藻細胞可實現(xiàn)大規(guī)?;蚓庉嫼椭亟M,可規(guī)?;囵B(yǎng)和收集。借助先端的合成生物技術(shù)和手段,大幅度提高微藻能量轉(zhuǎn)化效率和生物合成潛力,將在生物能源領(lǐng)域的發(fā)展過程中起關(guān)鍵性的作用。在擁有巨大應(yīng)用前景的同時,微藻仍存在可挖掘的空間。
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