微藻憑借其物種和產物的多樣性、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勢,成為合成生物學領域中備受矚目的底盤生物來源。
微藻是一種具有廣闊應用前景的可再生能源。微藻具有生物總量大、生長周期短、光合反應效率高以及含有較多的酯類物質等優點。利用微藻生產生物柴油、制備熱裂解油和生產生物氫氣,無論從環保角度還是從能源供應角度來講,都具有非常重要的意義。
根據中研普華研究院《2022-2027年中國微藻生物燃料市場現狀分析及發展前景預測報告》顯示:
微藻是光合效率最高的原始植物之一,與農作物相比,單位面積的產率可高出數十倍。微藻生物柴油技術包括微藻的篩選和培育,獲得性狀優良的高含油量藻種,然后在光生物反應器中吸收陽光、CO2 等,生成微藻生物質,最后經過采收、加工,轉化為微藻生物柴油。
生物柴油可以減少化石燃料消費,增強國內能源獨立性,減少國際收支中的賬戶赤字。生物柴油產業的發展對激發經濟活力、減輕貧困及失業、消化產地過剩植物油產能亦有幫助。
專家指出,我國鹽堿地面積達1.5億畝。如果用14%的鹽堿地培養微藻,在技術成熟的條件下,生產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系統,可大量培養而不占用耕地。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,不僅可生產生物柴油或乙醇,還有望成為生產氫氣的新原料。
中國生物燃料政策持續加碼,“雙碳”時代下國內生物柴油產業穩步推進。盡管我 國在此前已經立下“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,后續所有飛往歐洲的國際航班 都需執行歐盟的燃料標準),我國發展以生物柴油、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、環境部和農業部聯合制定了《國家生物燃料發展規劃草案》,以規范和鼓勵國內生物燃料生產和應用。2017年12月,時任總統特梅爾正式批準了《國家生物燃料發展規劃》。
該規劃明確提出,到2030年要把可再生能源在全國能源結構中的比重提高到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生物燃料,可為國民經濟提供大約1500億雷亞爾(約合283億美元)的產值,還將創造大約100萬個就業崗位。
該規劃還鼓勵開發新型生物燃料,對從事生物燃料生產的企業,在經過巴西國家石油、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,成為生物燃料企業新的融資手段。
5月10號,國家發改委印發《“十四五” 生物經濟發展規劃》明確優先發展生物醫藥、生物農業、生物質替代、生物安全四大重點領域及其轉變趨勢。此次生物經濟規劃的提出更是助力合成生物學的發展,在國家政策的推動下,合成生物學行業必將吸引眾多學術界和產業界的關注。
微藻憑借其物種和產物的多樣性、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勢,成為合成生物學領域中備受矚目的底盤生物來源。從生產成本上來看,相比于其他生物源,微藻不僅可以發酵培養外,還可以光合自養,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產業化落地最大阻礙的基礎。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生物質。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的富油細胞,是可實現生物燃料的重要底盤。
微藻細胞可實現大規模基因編輯和重組,可規模化培養和收集。借助先端的合成生物技術和手段,大幅度提高微藻能量轉化效率和生物合成潛力,將在生物能源領域的發展過程中起關鍵性的作用。在擁有巨大應用前景的同時,微藻仍存在可挖掘的空間。
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