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目前能源微藻产业发展关键环节分析

已有 4355 次阅读 2009-8-24 16:44 |个人分类:生活点滴|系统分类:观点评述|关键词:微藻,能源| 能源, 微藻

  随着社会和国家各级科技部门对能源微藻产业了解的逐渐加深,在能源微藻产业方面的关注度和投入程度也在逐渐加大,但就目前发展形势来看,能源微藻产业还处于“婴儿”时期,还有很长的路需要走。下面就我个人对整个产业的理解对各个环节进行分析。
能源微藻产业目前分为下面几个主要环节:
1、能源微藻藻种的选育。
2、能源微藻中试和规模化培养。
3、能源微藻的收集、油脂诱导和提取。
4、油脂转化和精炼。
5、剩余藻渣的综合利用。
  在上述几个环节,我认为目前限制微藻产业发展的主要环节还是在能源微藻藻种的选育上。没有好的藻种,那么后续的各种工作就没有开展的“价值”。尽管有些专家现在开始宣传中试水平上的一些设备、技术和工艺的研究,但是我认为,这些工作尽管很重要,但是不是限制微藻产业化生产生物能源的主要障碍。以粮食作物为例,水稻在全球已经种质了几百,甚至上千年,在这漫长的时间里,水稻的种植水平,主要是耕作方式、机械化程度等都有了很大的提高,但是单位产量还是没有很大的提高,为什么,“种”不行啊!直到袁老选育出了超级水稻,产量立刻产生质的飞跃。转到微藻上来也一样,只要有好的“藻种”,那么在目前发达的技术工艺水平基础上,很快就能研发出适合能源微藻产业的整套工艺和设备。
  关于能源微藻的选育,目前有以下三种方式:
1、直接从大自然或种质库中筛选。此种方式目前使用的最为广泛,但是耗时、耗力、耗钱。但非常有可能获得一些能用于产业化的优质藻株。
2、物理、化学和生物诱变。该方法与第一种存在相同的问题,但也可能获得优质藻株。除此之外,还存在一个诱变藻株性状稳定性的问题。
3、利用遗传学手段“制造”工程藻株。此种方法是最直接、目的性最强的途径,但是存在风险较高的特点。
  鉴于上述特点,目前能源微藻研究的单位一般采用上述三种方式同时进行的做法。关于第一和第二种方式,不存在什么技术上的障碍,主要是靠工作量和运气,而第三种方式技术和知识背景要求较高,我下面介绍一下可能的研究方向:
  能源微藻产油的前提是积累足够量的生物质,因此如何提高生物质的积累量就成了提高微藻产油的最上游环节,也是最关键的环节之一。由于微藻存在自养和异养两种生存方式,而异养无异于利用已经固定的太阳能,因此不属于可再生能源,所以只讨论自养。众所周知,微藻自养是利用光合作用,即利用太阳能固定CO2,生成葡萄糖,然后再转化为其他生物质。因此,提高微藻生物量积累的第一个环节就成为了如何提高微藻的光合作用效率。
  关于光合作用,目前分为光反应和暗反应,在光反应阶段,目前就人类的科技水平来说,改造起来还是存在相当大的困难。所以大部分研究集中在暗反应阶段,就目前的了解一般认为暗反应主要就是卡尔文循环。与卡尔文循环相关的几个主要环节如下:
1、卡尔文循环中关键酶的调节。
2、Rubisco酶的含量和活性;Rubisco激活酶的诱导、激活、含量和活性。
3、与碳骨架相关的代谢关系和关键位点(酶)的代谢流分析,例如淀粉、多糖、蛋白质、脂类物质、次生物质等等。
  关于它们之间的关系和重点分析,请看下一回吧。
 
 


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