1、海藻生物燃料产业化开发的进展标签：海藻 藻类 清洁能源 生物质能源 生物柴油 分类：清洁能源说明：此为摘编文章。原文载于中外能源杂志 2009 年第 9 期，作者：刘永平。摘编此文旨在介绍清洁能源新技术，无意侵犯作者和杂志社的著作权。受博客编辑器功能所限，文中一些符号只能改用中文表述，详细内容请参阅原文。前言生物质能源是清洁的可再生能源，是优质的石油能源替代品。大力发展生物质能源对经济可持续发展，推进能源替代，舒缓环境压力，控制大气污染具有极为重要的战略意义。海藻是海洋植物的主体，是生长在海洋中的低等光合营养植物。海藻种类多样、光合作用效率高、生长繁殖快、生长周期短、生物产量高、自身合成油脂能
2、力强，是制备生物柴油最佳的生物质原料之一。与油料作物相比，海藻细胞生长是指数式的生长繁殖方式，很多海藻含油率都在 20 50%，某些海藻（干质量）的含油率甚至可以达到 77%。直接从海藻中提取得到的油脂成分与植物油相似，可以作为生物柴油原料替代石油直接应用于工业。油料作物具有占用耕地面积大、生长周期长、受气候影响等问题，不能成为生物柴油原料油脂供应的长久之策。而海藻以简单分裂方式进行繁殖，生长周期短，易于大规模培养，不受气候限制，只要阳光充足就可以进行大量繁殖，同时还能大量吸收二氧化碳。国外海藻生物燃料研发动态1978 1996 年，美国能源部在从海藻开发可再生燃油的项目中投资 2500 多万
3、美元，项目技术路线分为两步第一步收集和鉴定油脂含量高的海藻品种，确定其生产条件；第二步，设计和运行大规模的示范性海藻生长系统，引用第一步实验室开发的海藻品种生产生物燃油。当时对海藻进行高密度培养的技术难题非常明显，而且成本太高（是石油柴油的 2 倍多），10 多年前美国暂停了对海藻的研究。该项目虽然没有达到预期目标，但在科学研究方面的确取得了重大进展。确切证实海藻具有极强的生长能力，在单位面积及单位时间上比陆生作物能提供更多的能量，更重要的是，单位面积海藻所生产的油脂量要高于陆生油料作物 30 倍；其次，与需要灌溉的农作物相比，生产海藻所需要的淡水会大量减少；第三是水产养殖系统的肥料利用效率要
4、高于土壤。全球石油俱乐部（The Global Petroleum Club）评估结果显示，1 公顷海藻年能生产 96000L 生物柴油；与之相比，1公顷油椰子年生产 5950L 生物柴油，而公顷大豆年只能生产 446L 生物柴油。美国 Valcent 公司 2007 年 12 月发布的试验报告表明，该公司利用高密度垂直式生物反应器持续 90 天，每天平均获得g / 海藻干物质，根据试验结果推算，相当于每年每英亩（acre = 4046.86 平方米）海藻干物质产量可以达到 276t，干物质油脂含量达到50%，因此每年每英亩可以生产 138t 生物柴油。美国 Algae BioFuels 公司
5、于 2007 年 4 月宣布，向澳大利亚转让由海藻炼制生物柴油技术，生产装置包括设计产量 2000 X 104gal / a（gal = 3.785L）生物柴油的生物燃油炼油厂。西班牙生物燃料系统公司利用绿藻研制出能不断循环吸收二氧化碳可再生“生态石油”，目前每天能够从 2 立方米的水中生产6kg 的“生态石油”，比种植大豆等生物燃料作物的效率要高数千倍，而且使用面积少，侵害性也不大。荷兰 AlgaeLink NV 公司 2007 年 10 月开发的海藻光生物反应器系统是目前世界上唯一商业化的小型试验装置，每立方米每天可以生产海藻干物质 1 1.4 kg。美国GreenFuel Technol
6、ogy 公司建立了一个用袋作反应器装置的试验厂，试验结果表明，生产的的海藻干物质平均近每立方米每天 100g，有几天产量甚至达到每立方米每天 170g。该公司 2008 年 10 月宣布，将在亚利桑那州建立规模为 100 公顷的藻类温室，生产藻类生物量25000 吨/年。以色列 Seambiote 公司将建立一个 108000 吨/年生物燃料生产厂，该项目将于 2009 年启动，发电厂生产的二氧化碳将被送入新建装置，与海藻一起制备生物燃料。2008 年 7 月，美国能源部资助燃料委员会的高效加工藻类生物油脂生产生物柴油项目，烘焙委员会预计此项研究将会实现大规模利用海藻为原料生产生物柴油。国内海
7、藻生物燃料研发动态中科院海洋研究所获得了多株系油脂含量在 30% 40%的高产能藻株，海藻产油研究取得多项重要成果，如细胞密度达到 20g/L，产油量每平方米 7g（是目前农业种子产量的2 倍）；雪藻每天能在 1 平方米光照面积内生产 35.5gAFDW（去灰分干重），该生物量相当于 46.4g 植物种子量，是目前高产农田产量的 11 倍。中国海洋大学拥有海洋藻类种质资源库，已收集 600 余株海洋藻类种质资源，目前保有油脂含量接近 70%的海藻品种。2008 年 10 月，海南绿地微藻生物科技有限公司利用二氧化碳养殖微藻并转换成生物柴油获得成功，在其养殖试验基地收获的干藻粉含油率达到 28%
8、 32%。该公司计划投资2980 万美元在海南建设干微藻项目，投产后将形成年产生物柴油 30 万吨的生产能力。2008 年 12 月，河北新奥集团称，已经在光生物反应器、生物柴油制备等藻类生物质能源技术领域取得了 10 余项具有自主知识产权的技术成果，以微藻为原料，成功进行了生物柴油和生物燃气的中试，预计在 3 5 年内逐步实现藻类生物能源的产业化。2009 年 2 月，中国科学院与中国石化在联合召开的“微生物柴油成套技术”项目启动会上宣布，近期要完成小试研究，2015 年前后实现户外中试装置研发，远期将建设万吨级工业示范装置。2009 年 4 月，上海交通大学生命科学技术学院称，由上海市科委
9、立项的微藻制油项目已取得小试阶段性成果。海藻光生物反应器的工业化开发海藻生物柴油的生产过程主要包括海藻大规模培养、海藻油萃取、脂交换反应、生物柴油后处理 4 个步骤，而最重要的是海藻大规模培养。海藻光生物反应器已成为高效、快速、大量培养藻类的关键设备，多个国家在开发研制新型高效光生物反应器及海藻高密度培养的应用研究方面都取得了突破性进展，采用工业生物技术对海藻进行物质转化，大规模工业化生产海藻生物柴油已成为可能。海藻光生物反应器一般分为开放式和封闭式两种类型。开放式光生物反应器即开放式养殖池培养系统，其结构简单、容易放大、成本低、比表面积小、光能利用率低。培养特点是对生长参数难以控制，培养环境
10、不稳定，容易污染，不能实现无菌培养，产率较低，二氧化碳利用率低。目前采用这种生物反应器的公司主要包括：新西兰的 Aquaflow Bionomic 公司；美国的 Aurora BioFuels 公司、PetroAlgae 公司、PetroSun 公司；英国的 AlgaeVS 公司；墨西哥的 BioFields 公司和以色列的 Seambiote 公司。封闭式光生物反应器是用透明材料组建的一类生物反应器，除了能采集光能外，其他诸多方面与传统的微生物发酵用生物反应器相似。封闭式光生物反应器培养条件稳定、可无菌操作、容易进行高密度培养。封闭式反应器有多种形式，如发酵罐式、管式、平板式和柱状气升式等。
11、封闭式光生物反应器结构复杂、放大较难、成本较高、比表面积大、光能利用率高。培养特点是生长参数容易控制，培养环境非常稳定，容易控制污染，能够实现无菌培养，产率较高，二氧化碳利用率较高。目前采用软管式反应器生产海藻的公司主要包括美国的 Solix Biofuels 公司、Vertigro Process 公司、GreenFuel Technology 公司、A2BE Carbon Capture 公司和德国的 Phytolutions 公司；采用罐式反应器的主要包括美国的 OriginOil 公司和 Bionavitas 公司；采用管式道式反应器的主要包括美国的GreenFuel Technolo
12、gy 公司、Solazyme 公司、Solena Group 公司；荷兰的 AlgaeLink NV公司和以色列的 Algatech 公司。目前，无论是开放式生物反应器，还是软管式、罐式、管道式的封闭反应器，其生产海藻用于满足大规模工业化生产生物燃料的应用均尚未见报道。全球真正商业化的光生物反应器装置仅 AlgaeLink 公司一家，其他公司实际上都还在小试阶段。海藻生产和海藻油提取藻类的厚壁孢子具有坚韧的细胞壁，会阻碍对细胞内生物质的提取。因此在提取海藻油前，必须对海藻细胞进行破壁处理。超声波法或超微加超声法是目前实验室对藻细胞进行破壁的常用方式，且破壁效率高，一般细胞破壁率都可以达到 95
13、% 98%。在海藻生物柴油工厂采用这类破壁方法存在两个主要问题，一是设备昂贵，二是能耗高。采用机械破壁法、物理法和酶解法对螺旋藻进行破壁试验证实，机构法的破壁效果较好且易操作，而研磨法是螺旋藻细胞的最佳破壁方法，在胶体磨和匀质机上进行螺旋藻细胞的破壁试验效果更理想。采用化学溶剂萃取油脂的生产工艺广泛应用于油脂加工业。由于破壁藻液含油量约每立方米 1 2 Kg，采用化学溶剂直接对破壁后藻液萃取海藻没效率低，因此需对藻液先进行过滤、离心，去除大部分水分后，再进行干燥和破碎处理，经以正己烷为萃取溶剂的萃取装置对破碎后的海藻粉进行萃取，即可得到海藻油。采用化学溶剂萃取海藻油技术成熟，有成套设备可供选用
14、。其缺点是对化学溶剂进行回收需要消耗热能，提高了成本。超临界液体萃取技术是近年化工分离中的一种新型分离技术。超临界二氧化碳萃取是采用二氧化碳作溶剂，超临界状态下的二氧化碳流体密度和介电常数较大，对物质溶解度大，并随压力和温度和变化而急剧变化。因此，不仅对某些物质的溶解度有选择性，且溶剂和萃取物非常容易分离。超临界二氧化碳萃取特别适用于脂溶性、高沸点、热敏性物质的提取，且有提取率高且能耗较低，全过程不用有机溶剂，萃取速度快的特点。目前，国内外尚没有真正用于油脂工业的成套生产设备，其原因是，同样处理能力的装置，超临界萃取装置的投资远大于正己烷萃取装置，且萃取过程也需要消耗热能。美国 OriginO
15、il 公司采用“量子压裂技术”专利对海藻进行破壁和萃取海藻油。其原理是，藻液首先通过具有电磁场的管道，先用低频率的微波进行处理，然后突然调高微波频率，在超声波状态下对细胞壁破壁，同时向藻液中注入二氧化碳并调节 pH 值，将海藻油、水和海藻渣进行分离。不过该技术尚处于早期研究阶段，OriginOil 公司用其所拥有的专利生产出可商业化的破壁和萃取装置尚需时日。中国海藻生物燃料产业化发展的机遇我国海藻基础研究力量较强，拥有一大批淡水和海水海藻种质资源，在海藻大规模养殖方面走在世界前列。目前，各国对海藻制造生物柴油工业化的研究基本上都处于科研开发阶段，虽然一些研究已进入小试阶段，但还没有一个国家正式
16、推出工业化装置。因此，我国在海藻能源研究方面与国际最先进的技术差距不大，国家现在已把生物能源列入新能源的发展战略规划。把工业化生产海藻生物柴油作为一项战略性项目并加以实施，将有利于我国海藻能源产业的形成和发展。目前，全球性的金融危机已对世界各国实体经济造成严重影响。在这种情况下，有利于我们与在海藻生物柴油制造领域取得重大进展的国外企图和研究单位进行技术合作，有利于我们引进国外先进设备和技术，在此基础上可以快速发展我国的海藻生物柴油产业。我国企业采用自主研发的工业化生产海藻的反应器装置，通过对适宜海藻生长的环境条件因素进行控制，在技术上目前已可以达到海藻含油率 40%，日产量每立方米 1 1.4
17、 Kg。随着对海藻生物柴油研究工作的推进，我国大规模生产海藻并制造海藻生物柴油的技术近几年内将取得重大突破，当海藻含油率达到 60%，日产量平均达到每立方米 3kg 以上时，海藻生物柴油的生产接近石油柴油的批发价，海藻生物柴油产业将成为一个新兴的替代能源产业。结语石油是不可再生能源，利用海藻和二氧化碳生产生物柴油，是解决人类对能源不断增长的需要和对大规模二氧化碳减排具有战略意义的一项研究。除了光生物反应器系统以外，工业化生产海藻生物柴油的所有技术，包括二氧化碳制取、生物柴油制造、甘油提纯、藻渣干燥装置、废水处理等，国内外均有先进的成熟技术和成套设备可供选用，而光生物反应器系统的核心技术在现有条
18、件下也可以得到解决。因此，我们应抓住机遇，通过国际合作和引进技术，组织实施工业化生产海藻生物柴油的小试或中试工业装置的研究开发，从而达到快速建立我国海藻生物柴油产业的目标。将领先未来海藻生物柴油产业领域一大步年产 3 千吨海藻生物柴油中试厂项目推荐（副产品：3 百吨燃料油、2.5 千吨饲料和减排 2.1 万吨 CO2） 一、项目的重要性随着全球经济的快速发展，全世界范围内能源消耗量日益增加，而传统能源的资源十分有限。研究表明：海藻生长极为迅速，24 小时内生物质普遍可增加 1 倍，3.5 小时就可以达到对数生长期，在很短的时间内可以收获多次。很多海藻含油量都在 2050，某些海藻(干物质量)的
19、含油量甚至可以达到 7780，用海藻生产生物柴油可超过油料作物 30 倍以上。海藻不但油脂含量高，直接从海藻提取得到的油脂成分与植物油相似，可以作为生物柴油替代石油直接应用于工业；利用 CO2 作为海藻生长的主要原料，可以大量消耗工厂锅炉废气中的 CO2；海藻生产生物柴油后的剩余物富含脂肪和蛋白质，可作为动物饲料。海藻生物柴油作为一种替代能源，一方面可解决传统能源不足的问题，另一方面又可解决环境压力问题。海藻不但油脂含量高，直接从海藻提取得到的油脂成分与植物油相似，而且海藻具有生长周期短、不受气候限制，易于实现大规模生产等优点。因此，开发海藻生物柴油技术是解决能源危机及环境污染的最佳选择之一。
20、小规模生产试验的研究结果已证实，利用海藻生产生物柴油在技术上是完全可行的。因此，利用工业化海藻生产装置，通过对海藻的高密度培养，获得大规模生产生物柴油所需要的海藻原料，是各国科学家公认解决能源替代的重要方案。海藻生产系统的生产过程主要包括四个步骤：海藻大规模培养，海藻油提取，生物柴油制造，副产品加工处理。其中，最关键的步骤就是海藻的大规模培养。多个国家在开发和研制新型高效光生物反应器以及在海藻高密度培养方面的应用研究都取得了突破性的进展，采用工业生物技术对海藻进行物质转化，大规模工业化生产海藻生物柴油已成为可能。海藻生物柴油是清洁的可再生能源，是优质的石油能源替代品，大力发展海藻生物柴油对经济
21、可持续发展，推进能源替代，舒缓环境压力，控制大气污染具有极为重要的战略意义。二、项目市场前景我国石油资源量 1000 亿吨，占世界的 2.3，剩余可采储量 32.7 亿吨，可开采年限为 20 年；天然气地质资源量估计超过 38 万亿立方米，预计可采储量 13 万亿立方米，剩余可采储量 15000 亿立方米，可采年限为 50 年。国内的石油资源无论是在规模上还是在可持续供给上，均无法保证全部国内能源需求，已经进入石油资源相对短缺的时期。我国由于人口众多，石油、天然气能源资源的人均占有量只相当于世界平均水平的一半，是一个能源资源相对贫乏的国家。随着经济高速增长，燃油供需矛盾的日趋突出，目前我国每年
22、柴油消费量约为 60007000 万吨。这个数字在未来几年还会增长，预计到 2010 年，我国每年柴油的需求量将突破 l 亿吨。由于我国的柴油产量低，需要通过进口以满足柴油的消耗量。发展稳定、持久、经济、便捷和清洁的替代燃料，已经成为确保国民经济可持续发展和国家能源安全的重中之重。为保证我国经济健康发展，除石油基燃料外，迫切需要寻求稳定、持久、经济、方便、洁净的替代能源，补充或部分替代石油燃料，以满足快速增长的石油需求，发展生产海藻生物柴油，是缓解柴油供应紧张形势的有效途径，是我国解决原油紧缺的关键措施之一，对我国发展替代能源有着很现实的意义。近年频发的自然灾害与全球气候变暖密切相关, 如不加
23、以控制将严重威胁人类的生存和发展。全球气候变暖已成为各国政府、学术界以及企业界关注的焦点之一。12 月19 日闭幕的哥本哈根会议，达成的哥本哈根协议维护了联合国气候变化框架公约及其京都议定书确立的“共同但有区别的责任”原则，就发达国家实行强制减排和发展中国家采取自主减缓行动作出了安排，并就全球长期目标、资金和技术支持、透明度等焦点问题达成广泛共识，对各国承担温室气体特别是 CO2 减排的义务进行了明确规定。海藻具有光合速率高、繁殖快、环境适应性强、处理效率高、可调控以及易与其他工程技术集成等优点，且可获得高效、立体、高密度的培养技术。另外，每生产 1 吨海藻生物柴油需要消耗 7 吨的 CO2，
24、因此，发展海藻生物柴油技术，更具环保、经济、彻底、符合自然界循环的独特优势，为人类解决能源、环境问题提供了一条全新而有效的生产模式。在中试厂试验成功后，再建设 10 万吨和更大规模的生物柴油工厂，海藻生物柴油作为新型的可再生能源，不存在市场销售问题，同时在生产中可以大规模减少 CO2 排放量，有利于空气环境的改善。三、项目技术简介近年来，培养海藻的光生物反应器在应用和控制技术上有越来越多的突破，2006 年全球研发海藻生物燃料的企业大约有 4 家，到 2008 年已超过 50家，我国目前从事海藻生物柴油研发的企业已有 5 家。获得富含脂质的海藻，所提取的海藻油能够满足生物柴油厂生产规模的需要，
25、是生产海藻生物柴油的核心问题，光生物反应器已成为高效、快速、大量培养海藻的关键设备。在工业级实验室使用的各种封闭式反应器，已证明比开放式反应器具有更好的培养和控制条件，封闭式反应器培养海藻可以使藻细胞的密度提高 612 倍, 总体积相对减少, 分离成本大大降低, 各种生长参数及工艺可以采用自动化、集约化控制和管理, 提高了生产效率和产品质量, 可避免受其它生物和非生物物质的污染。影响反应器生产效率最基本的因素是：营养液，CO2、光合作用、PH 值、水和适当的控制温度。作为工业应用的系统，还必须满足在室外条件下的连续生产和便于维护管理，主要包括：能够解决反应器内、外壁的清洁和散热；CO2 利用率
26、高、受溶解氧抑制性小；反应器光能效率高，反应器单位容积占用土地面积小；控制和在线检测系统简单，能够避免检测元件受海藻附壁影响；反应器材料具有良好的户外耐久性；便于生产人员对反应器检查和维护管理；小试阶段选用的反应器可以直接用于中试和工业规模的生产。技术持有人对国内外用海藻生产生物柴油，在应用新型高效光生物反应器及海藻高密度培养研究方面所取得的进展进行了长期研究，在国内核心刊物上发表有关生物柴油研究文章 8 篇，对国际上研制海藻生物柴油公司最具代表性的各类型光生物反应器原理进行了分析比较。针对用光生物反应器培养海藻，在实现高产的研究过程中，存在既要提高海藻细胞体内蛋白质和碳水化合物含量，又要提高
27、细胞体内脂质含量，与海藻生物特性互为矛盾的问题。提出了两步法光生物反应器海藻生长系统设计方案（已申请国家专利） ，不但解决了光生物反应器中海藻生长和富集脂质的两个矛盾，而且解决了反应器用于工业化生产普遍存在的技术问题。在工业设计上采用两步法设计光生物反应器系统，可以实现生产海藻工业化的连续生产。三、项目的可行性在海藻生物柴油工厂整个生产工艺流程中，除光生物反应器海藻生长和藻油萃取系统外，其它的生产单元均已是成熟技术。因此，利用封闭式反应器进行工业化的连续生产获得大量富含脂质的海藻，从收获的海藻提取的海藻油能够满足生物柴油厂生产规模的需要，是生产海藻生物柴油的核心问题。技术持有人申请专利的反应器
28、系统和国内外其它反应器系统比较，设计更为科学、合理，在性能和功能上优于国内外各种反应器，并且反应器系统已经过间接应用得到验证，并且适用于任何规模的生物柴油厂，可以直接上中试。本项目已完成可行性报告，包括：1、从电厂烟道尾气回收 CO2、培养海藻、海藻收集、海藻油萃取、生物柴油制造，以及甘油和藻渣副产品加工，一个完整的海藻生物柴油中试厂的全部设计方案。2、中试厂所有关键设备和装置的解决方案。3、海藻培养技术的解决方案；4、中试厂项目的实施计划等。采用技术持有人的“两步法光生物反应器海藻生长系统装置”可以满足起步试验基础指标：日产海藻干物质量 1 kg/m3/day，含油率 40（已是国际上目前最
29、高指标）,可生产生物柴油 1 千吨，中试厂起点高。通过实施“中试厂试验工作计划”，预计可以在中试工厂项目实施方案的进度计划时间内，达到中试厂预期的设计产量指标：反应器每天收获次数：1 次，每立方米藻液平均日产干物质量 2kg 以上；含油率 60以上，年产 3 千吨生物柴油的设计目标。设计单位通过对国内外几个主要的海藻生物柴油研发厂家的技术考察，以及对配套厂家进行技术考察后，对“年产 3 千吨海藻生物柴油中试厂设计总体方案”只需要进行进一步的优化、补充和完善，即基本具备对中试厂的设计条件。通过对“中试厂设备研发内容及方案” 的实施，可以基本上解决中试厂所有配套设备、装置和系统的问题。通过中试厂项
30、目的实施，此中试厂可能将成为全球第一个从 CO2 制取到生物柴油制造，具有完整生产过程的海藻生物柴油工厂。四、项目投资风险利用海藻生产生物柴油的可行性已被证实，本项目涉及的所有技术，均为在国内外现有成熟技术基础上进行的技术创新，所用各种装置均可在现有设备的基础上进行二次开发。在现有技术条件下投资海藻生物柴油项目，主要风险有三个方面： 1、能否达到预期设计产量指标，是本项目成败的关键任何类型的反应器只要能够解决内壁清洗问题，能够对海藻生长所需要的各种生长参数进行控制，反应器就可用于海藻的培养，不同反应器的区别仅在于培养海藻的生产效率不同。用已申请专利的反应器，采用和国外用反应器培养海藻技术水平最
31、高公司相同的藻种和培养参数条件，用反应器培养海藻的技术风险很低。但是，要提高反应器单位容积海藻产量和含油率，技术人员必须解决和掌握海藻培养技术。投资本项目，由于投资公司没有海藻培养技术的前期研究基础，新招聘的技术人员要在短期内掌握反应器的海藻培养技术，存在一定的技术难度。招聘合适的技术研发人员，通过到国外公司培训（有可行的培训方案）和与国内科研单位大协作的研究方式，科学组织攻关，培养海藻的技术问题是完全可以解决的。 2、能否大幅度提高反应器单位容积海藻产量和含油率，是产品能否进入市场的关键由于采用生产海藻的反应器系统投资大，如不能在国际上用反应器培养海藻获得海藻产量 1gL，含油率 40的平均
32、水平的基础上，达到每天收获两次，海藻产量为 2gL3gL，含油率 6070的试验结果，即便不考虑 CO2 成本，海藻生物柴油的成本仍高于石化柴油市场价格难于进入市场。目前，国际上研发海藻生物柴油的公司，用反应器培养海藻的平均产量约1g1.5g/L（干物质重量） ，含油率 4050。但在实验室，采用不同的反应器进行高密度海藻培养，已得到海藻生物质干重在 2g6.51g/L；高密度极限培养，得到海藻生物质干重在 22g83g/L 的试验结果。因此，用反应器培养海藻，海藻的产量有很大的增长潜力。通过对海藻的遗传和基因工程研究，培养出能提高光合效率；生长率快；含油量高；混种力强，抗逆变异，环境适应性强
33、的藻种。发展海藻收集、破壁和萃取海藻油的新技术，降低生产能耗，是在技术上是完全可以实现的。本项目虽然在技术路线上可行，所以技术均有解决方案，由于全球没有一家公司进行了从 CO2 回收到海藻生物柴油制造全过程的研究试验，没有可借鉴的技术资料和数据，所以在中试厂的试验过程中仍会存在不可见的一些技术问题，存在在预期的时间内，虽然达到中试厂的设计产量，但是达不到能满足市场竞争力所预期海藻产量的问题，研发时间可能增长。 3、能否获得国家政策支持，是海藻生物柴油产业能否建立的关键影响海藻生物柴油市场竞争力最主要的因素是 CO2 的成本，我国从工业废气捕集 CO2 的技术已非常成熟，CO2 捕集技术水平和能
34、耗与国际水平相近。在CO2 的捕集技术没有重大突破之前，对 CO2 的富液进行加热，再生回收化学溶剂所用的蒸汽市场价格决定了 CO2 的回收成本较高，因此生物柴油成本会高于石化柴油市场价格，没有国家政策支持，海藻生物柴油无法进入市场。可再生的新能源，是国家重点发展的产业，本项目符合国家产业发展政策，完全可能获得国家大力支持。中试厂包括海藻生长系统在内的所有生产工艺和技术，全部是在已有成熟技术的基础上进行的创新和二次开发，技术难度小，目前，国内完全具备中试厂设计和建厂条件。由于工业化大规模培养海藻，全球没有先例，在项目实施的过程中必定会存在许多现在不可预知的问题，因此，还是存在一定的风险，但是技
35、术风险较低，投资风险不大。五、项目投资资金中试厂总投资（估算）6.00 亿，由于中试厂的设计无先例可参考，海藻生产和藻油制造系统所涉及到的所有装置和设备，都需要新研制或对基本具备设计要求的装置和设备进行技术改造。设计海藻生产和藻油制造系统需要的所有依据和设计参数，需要通过实施中试厂试验计划后才能获得。因此，总投资（估算）存在 2030误差的可能性。为确保风险的可控性，也可先只进行几个系统单元的试验和验证，最大风险不超过 3 千万元。六、可以利用的国家政策 1、 中华人民共和国清洁生产法 ； 2、 中华人民共和国可再生能源法 ； 3、 中华人民共和国节约能源法 ； 4、财政部可再生能源发展专项资
36、金管理暂行办法 ； 5、 国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知 ； 6、国务院促进生物产业加快发展的若干政策 ； 7、国务院 可再生能源中长期发展规划 8、 国家科技成果重点推广计划技术研究推广中心暂行管理办法 ； 9、财政部关生物能源和生物化工原料基地补助资金管理暂行办法 ； 10、国家三部委鼓励进口技术和产品目录（2009 年版） ； 11、地方政府的促进科技转化等法规等。在鼓励进口技术和产品目录中，有关鼓励引进的先进技术有以下三项技术与本项目有关：序号 技术名称 A138 可再生能源、氢能等新能源领域关键设备的设计制造技术 A142 二氧化碳用于三次采油以及开采煤层气和回注技术 A
37、175 绿藻转化二氧化碳工艺和装备技术 本项目如获得成功，可以解决我国可再生能源和 CO2 减排，两个具有战略意义的重大问题。从项目的重要性讲又是全球第一个中试厂，项目如获得成功，对国家解决 CO2 排放和能源问题都有非常重要的意义。因此，完全可以获得国家对项目的支持，获得必要的优惠政策扶持。按国家对科技项目支持的惯例，项目公司完全可以争取到一定数额的项目配套资金。配套资金是以总投资为基数，利用国家相关政策，预计能争取到 5060的项目配套资金，投资公司对中试厂的实际投资大约为 13 亿左右。结论利用海藻生产生物柴油，是未来的替代能源的发展方向，如能实现海藻生物柴油工业化的生产，将是非常有意义
38、的项目。本项目如获得成功，会给投资公司带来巨大的经济效益和社会效益是不言而喻的。由于该项目在国际上尚处于研发和小试阶段，虽然本项目理论上已经解决了所有问题，但还需要经过中试工厂的中试，才能为建设 23 万吨的示范厂提供设计依据。本项目所有生产环节的工艺流程和关键设备，均有可行的解决方案（请详见可行性报告） ，投资本项目所承担投资最大的风险为 3 千万，如项目获得成功，其投资回报率巨大。如需进一步了解项目情况，可提供可行性报告。联系电话：13609025137 邮箱： 专利技术持有人 刘生 2010-01-22飞机燃油大致有三种：航空汽油、航空煤油、航空柴油。民用客机绝大多数使用航空煤油，因为大
39、型客机能在 1 万米之上高空飞行，其发动机必须适应高空缺氧，气温、气压较低的恶劣环境；而航空煤油有较好的低温性、安定性、蒸发性、润滑性以及无腐蚀性，不易起静电和着火危险性小等特点。与此同时，作为一种传统的化石燃料，航空煤油又被看作是航空业碳排放的罪魁祸首。英国独立报报道说，航空运输现在向大气层排放的二氧化碳量比早前预计要高出 20%。据预测，到 2025 年，该行业的年碳排放量将达 15亿到 20 亿吨。此外，根据国际航空运输协会（IATA）和 Platts 公司发布的全球航油价格计算， 2008 年 1 月至 8 月航油的平均价格为 142.2 美元/桶，相较2007 年航油支出的 1360
40、 亿美元，全球航空公司在 2008 年约增加 910 亿美元的航油成本投入，达到 2270 亿美元。尽管全球油价自 2008 年第三季度起大幅下挫，但从长远看，为减少油料依赖、降低成本和实现航空减排，寻找可大规模应用于商业开发的生物燃料已成为全球航空业的当务之急，也使得包括飞机制造商、航空公司、发动机生产商在内的航空产业链上的成员们以及能源和学术界领导者通力合作，以努力开发民用飞机可使用的可持续生物燃料，实现更绿色的飞行。使用粮食作物作为生产原料的生物燃料被称为第一代生物燃料。尽管第一代生物燃料迄今为止不过经历了区区几年的发展，并只在很少的几个国家实现了规模化生产，但是它的局限性很快就显现出来
41、：占用耕地太多而且威胁粮食供应。目前世界各国都在着力研发第二代生物燃料，与第一代相比，第二代生物燃料的生产原料不会挤占食物资源或水资源所用的耕地，也不会引起森林采伐的行为。在第二代生物燃料的研发上，科学家们主要锁定了三大类植物：草、树和海藻。草和树生长在陆地上，但需要复杂的处理程序。海藻生长在水里，培育起来比较复杂，但可生产高品质油，可被轻易转化成生物柴油。这三类植物也不例外成了航空运输业寻找替代传统航空燃油出路的新希望。第二代生物燃料的三次成功试飞料测试飞行。2009 年 1 月 7 日，美国大陆航空公司成功试飞了北美第一架采用可持续生物燃料作为动力源的商用飞机。2009 年 1 月 30
42、日，日本航空公司（JAL）成为首家应用主要由能源作物亚麻荠提炼的可持续性生物燃料进行示范飞行的航空公司。一个月之内完成三次生物燃料试飞，充分展示了航空业在立足长远，减低碳排放方面的决心和行动，也让使用生物燃料的飞机投入商业运营变得不再遥远。新西兰航空公司试飞的波音 747-400 飞机装备罗尔斯罗伊斯 RB211 发动机，由麻风树及 Jet A1 燃油各占 50%的混合生物燃料为其中一台发动机提供动力。新西兰航空为试飞挑选和精炼的麻风树原油产自非洲东南部（马拉维、莫桑比克和坦桑尼亚）及印度。 麻风树土生土长在中美洲，是一种高约 3 米的植物，在热带和亚热带具有良好适应性，树中包含的不可食用的油
43、脂可用于生产燃料，每颗种子可产出 30%至 40%的油份。从拉丁美洲、非洲到亚洲，对于这些最为贫穷和拥有大量炎热、干旱土地的地区来说，麻风树似乎是一个特别的恩惠。麻风树从大气中吸收的二氧化碳可能超过其所释放的二氧化碳，不仅如此，这种奇迹般的树种也可以稳定和恢复已经退化的土壤。正因为这个原因，在 2007 年，科学美国人（Scientific American）杂志将麻风树称为“灌木中的绿色黄金”，认为这种植物“似乎提供了生物燃料的所有益处，而且没有什么缺点”。新西兰航空日前披露的生物燃料测试飞行结果显示：按照 50:50 比例混合而成的麻风籽油燃料和标准喷气式燃料在 B747 上节省了 1.2
44、%的燃油，并减少了60%-75%的二氧化碳排放量。美国大陆航空公司试飞的波音 737-800 飞机采用了包含海藻与麻风树提取物的混合生物燃料，海藻油由 Sapphire 能源公司提供，而麻风树油则由Terrasol 公司提供。这是第一次采用包含部分藻类提取物的燃料提供动力的商用飞机飞行。相比于麻风树来说，海藻似乎是一种更为物美价廉的替代品。它没有粮食作物原料的任何缺点，无需土地，无需淡水，只要阳光充足，在盐水中就能生长。不仅如此，海藻还能大量吸收碳。因此，从理论上讲，以海藻为原料可谓一举两得，既能生产可再生的生物燃料，还可以吸食化石燃料植物所释放的碳。日本航空公司试飞的波音 747-300 飞
45、机则是首次在普惠发动机上测试三种第二代生物燃料混合而成的燃油，其成分分别是亚麻荠油（84%）、麻风树油（低于 16%）以及海藻（低于 1%）。日本航空公司使用的亚麻荠又被称作“快乐的黄金”或假亚麻，含油量高并且能够与小麦和其它谷物交替种植，因此是可持续生物燃料的良好来源。它主要生长在气候比较温和的地区，如美国和加拿大的北部平原。亚麻荠最早来自北欧和中亚，目前在马来西亚、韩国、乌克兰和拉脱维亚也有试验田。总体来说，民用飞机使用生物燃料最根本的益处在于生物燃料能在整个生命周期内减少温室气体排放，民用航空业和现役飞机的环保性能将因此得到改善。同时，作为石油类燃料快捷的替代品，生物燃料不仅可再生，具有
46、可持续性，而且无需对发动机进行任何改装。多方携手合作，开启民航绿色飞行新纪元除了航空公司的不懈努力外，波音和霍尼韦尔旗下的精炼技术开发商美国环球油品公司（UOP）为这三次试飞的生物燃料的开发立下了汗马功劳。2008年 9 月，波音、UOP 与多家航空公司成立了一个联合工作组，目的是开发新的可持续性航空燃料和促进其商业化生产，从而减少温室气体的排放，同时降低民航业受油价波动的影响和对化石燃料的依赖。联合工作组宣布的两项最初实施的可持续性研究项目正是针对麻风树和藻类的。凭借波音提供的资金，耶鲁大学林业与环境研究学院的副教授罗布拜里斯（Rob Bailis）进行了首次针对麻风树的、全面的同行评审可持
47、续性评估。这次评估研究了发展中国家使用的生物燃料的二氧化碳排放效应，以及相关社会经济效应，如对农业生产的影响等。同样，自然资源保护委员会对藻类进行了全面的评估，确保其符合工作组设立的严格的可持续性标准。这两种植物都被选入了可再生生物质燃料系列解决方案。支持可持续性燃料计划的航空公司包括法国航空、新西兰航空、全日空、卢森堡 Cargolux 货航、海湾航空、日本航空、荷兰皇家航空、北欧航空和维珍大西洋航空。这些航空公司的燃油消耗量占全球民用飞机总油耗的 15。长期以来，民航业一直受国际油价制约，经营业绩波动较大，如果能开发一种性能好、价格低、安全性又达标的新型生物燃料，无疑将开启世界民航绿色发展
48、的新纪元。希望航空界、能源界、学术界的携手合作，能让我们早日看到这一天的来临！2008 年 12 月 30 日，新西兰航空在新西兰奥克兰圆满完成了全球首次第二代可持续生物燃料测试飞行。2009 年 1 月 7 日，美国大陆航空公司成功试飞了北美第一架采用可持续生物燃料作为动力源的商用飞机。2009 年 1 月 30 日，日本航空公司（JAL）成为首家应用主要由能源作物亚麻荠提炼的可持续性生物燃料进行示范飞行的航空公司。一个月之内完成三次生物燃料试飞，充分展示了航空业在立足长远，减低碳排放方面的决心和行动，也让使用生物燃料的飞机投入商业运营变得不再遥远。新西兰航空公司试飞的波音 747-400
49、飞机装备罗尔斯罗伊斯 RB211 发动机，由麻风树及 Jet A1 燃油各占 50%的混合生物燃料为其中一台发动机提供动力。新西兰航空为试飞挑选和精炼的麻风树原油产自非洲东南部（马拉维、莫桑比克和坦桑尼亚）及印度。 麻风树土生土长在中美洲，是一种高约 3 米的植物，在热带和亚热带具有良好适应性，树中包含的不可食用的油脂可用于生产燃料，每颗种子可产出 30%至 40%的油份。从拉丁美洲、非洲到亚洲，对于这些最为贫穷和拥有大量炎热、干旱土地的地区来说，麻风树似乎是一个特别的恩惠。麻风树从大气中吸收的二氧化碳可能超过其所释放的二氧化碳，不仅如此，这种奇迹般的树种也可以稳定和恢复已经退化的土壤。正因为这个原因，在 2007 年，科学美国人（Scientific American）杂志将麻风树称为“灌木中的绿色黄金”，认为这种植物“似乎提供了生物燃料的所有益处，而且没有什么缺点”。新西兰航空日前披露的生物燃料测试飞行结果显示：按照 50:50 比例混合而成的麻风籽油燃料和标准喷气式燃料在 B747 上节省了 1.2%的燃油，并减少了60%-75
