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随着全球温室效应的加剧 ， 人们越来越关心其“元凶” —— 二氧化碳的排放与处理问题 。 近年来 ， 微藻在固碳方面的应用成为了研究热点 。
- 微藻固碳原理 -
“地球研究更新技术计划”日本于1990年由国际贸易和工业部资助了“地球研究更新技术计划”项目 ， 该计划耗时10年 ， 共投资约25亿美元 ， 是目前为止利用微藻生物技术进行CO2固定减排最全面、系统的研究 。 该项计划主要研究内容包括两部分：
① 利用微藻来固定CO2：微藻通过吸收火力发电厂烟气中的CO2来低成本制备生物能源和缓解大气温室效应 ， 并筛选出多株耐高CO2浓度、生长速度快、能形成高细胞密度的藻种；② 设计各种不同密闭式光生物反应器：包括各种高密度、高容量的微藻培养系统的研发 ， 以及建立光合生物反应器的技术平台和微藻生物质能源开发的技术方案 。
“微型曼哈顿计划”自2006年起 ， 由于石油价格的火箭式大幅上涨及全球大气温室效应的日趋严重 ， 美国能源部宣布了由国家能源局支持的“微型曼哈顿计划” ， 该计划在2010年实现微藻制备生物柴油的工业化 ， 在各项技术全面进展(包括烟道废气中CO2的减排)的前提下 ， 降低了微藻产油的成本 。
国内外应用实例1、美国Hawaii的蓝藻生物技术公司 ， 充分利用附近小型能源工厂排放的富含CO2的烟道废气作为无机碳源 ， 规模化养殖螺旋藻和雨生红球藻两种微藻 。 该公司采用小型供能发电站两个功率为180kW的小型发电装置提供67个培养池搅拌所需的能耗 ， 发电过程产生的富含CO2废气循环回收至CO2吸收塔作为微藻培养无机碳源 ， 其回收利用率达75% ， 有效降低了微藻培养的成本并净化了发电厂所排废气 。
2、中国台湾的台电综合研究所分别比较了养殖微藻与种植陆地植物捕集电厂排放CO2的效率 ， 结果表明 ， 种植陆地植物一年可捕获25t CO2 ， 而养殖微藻捕获CO2的量(58～90t)是陆地植物的2~3倍 ， 进一步证明了微藻的较高光合效率及高固碳率 。 该研究所进一步利用台电大林火力发电厂进行微藻养殖减碳试验 ， 结果表明 ， 1kg的CO2经过微藻光合作用转换后 ， 可产生0.57kg的蓝藻和0.73kg的CO2 ， 这些蓝藻可制成多种高附加产品(如保健食品、动物营养强化剂及微藻美容制品等) 。
- 微藻固碳示意图 -3、2008年 ， 中国石油化工有限公司和中国科学院启动微藻生物柴油成套技术合作项目 ，其中中石化石油科学研究院的科研人员在中石化石家庄炼化分公司完成了40000L微藻生物固碳减排废气的小型中试研究 ， 并于2015年左右实现户外中试装置的研发 。
【国内外颇具影响力的微藻固碳应用实例】总的来看 ， 国内外政府和企业都持续关注微藻固碳技术的应用 ， 并对此进行了较大的投入 ， 但多数应用仍处于中试阶段 ， 随着研发的深入和技术不断地提高 ， 可以预见 ， 微藻生物固碳具有广阔的发展前景 。
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