1、 产 业 技 术 情 报 2015年 12月 9日第 23期（总第 54期） 编者按： 微藻可利用阳光、盐水、氮、磷和二氧化碳等生产蛋白质，糖类和脂类物质。具有分布广泛、光合作用效率高、含油量高、生长周期短、油脂面积产率高、环境适应能力强且不占用耕地等特点，被认为是最有潜力替代石油的生物质资源。本报告对微藻能源技术相关专利进行检索和分析，并 结合报道分析产业现状，通过专利分析揭示 该领域当前的专利活动特点和趋势，有一定的参考价值。 本期重点： 微藻能源 微藻能源总体发展趋势处于增长期，是正处于快速发展阶段的新兴产业。 中国、韩国、加拿大均从 2005-2006年前后开始出现相关专利申请，增长速
2、度也比较接近，处于较为平稳的发展期。 微藻能源技术的主要技术市场包括美国、世界知识产权组织、中国、韩国、欧洲专利局、日本、澳大利亚等。 微藻能源主要研究领域包括：小球藻株培养、酯交换、能量捕获、油分离器装置、光反应器装置、生物基因编码、光纤维素酶等方面，涉及技术包括：藻类培养与脂积累、培养及提取设备 、生物酶、基因编码技术、废水 /污水处理等。 主编：刘细文 执行主编：贾苹 本期策划： 陈枢舒 董璐 陈欣 郑菲 联系地址：北京北四环西路 33 号 中国科学院文献情报中心区域信息服务部产业情报研究中心 邮编： 100190 电话： 15210585327 邮件地址： 目 录 【技术趋势】 3
3、1. 微藻能源专利数量趋势分析 5 2. 微藻能源专利区域布局分析 6 【核心技术】 7 1. 专利热点领域及核心技术 7 2. 高被引专利分析 9 【重点机构】 11 1. 国际重点机构研发实力 分析 11 2. 国内重点研发机构情况 12 3. 重点研发机构合作情况 14 【重要人物】 14 1. 中国科学院广州能源研究所袁振宏教授 14 2. 中国科学院大连化学物理研究所 “百人计划 ”薛松研究员 .15 3. 中国科学院青岛生物能源与过程研究所刘天 中研究员 16 4. 韩国能源研究所 You-Kwan Oh研究员 .16 5. 美国华盛顿大学 Rose Ann Cattolico教授
4、 .17 【产业动态】 17 1. 产业政策与动态 17 2. 企业动态 .18 【技术转移】 20 【 技术趋势 】 微藻能 够 将二氧化碳转化为生物燃料、食品、饲料和高价值的生物活性物，同时还可用于生物除污以及作为固氮生物肥料。微藻能够提供不同类型的可再生生物燃料，包括 从微藻油脂中提取 生物柴油、 经厌氧消化后产生 甲烷、以及 燃料乙醇、水热裂解液化处理制生物油、光合制 生物氢气 等 。 其中以生物柴油 制备 技术的研究最为广泛，在石油价格上涨的背景下受到各国的关注。 微藻种类繁多，广泛分布于淡水和海水中。全球已经鉴定的微藻大约有 40000种，且数量还在不断增加。微藻的生长速率远远高于
5、陆生 作物，通常在 24h内其生物量就可以加倍，在指数生长期的生物量倍增时间一般为 3.5h。微藻可用海水培养，可耐受沙漠、干旱地、半干旱地等极端环境，不占用耕地，因此不会对粮食作物的生产构成威胁。与传统的大豆、玉米等生物柴油原料相比，微藻占地面积明显减少。 微藻可利用阳光、盐水、氮、磷和二氧化碳等生产蛋白质，糖类和脂类物质。 经过迅速生长阶段后，限制营养物，许多微藻便停止生长和分裂，并利用其全部能量使类脂物转变成储存产物。当细胞中积累相当量的类脂物后，收获微藻，通过抽取工艺收集脂类物，通过酯交换工艺生产生物燃料。提取 脂类物以后的残余物，富含碳水化合物和蛋白质等物质，可以作为食物和饲料，也可
6、以进行厌氧消化，生产乙醇、甲烷等生物燃料。将藻类培养与电厂资源相结合，利用电厂排放的 CO2来培养微藻，制备的燃料供电厂使用，可进一步降低生产成本 。 图 1 微藻生物柴油生产流程 由于微藻具有分布广泛、光合作用效率高、含油量高、生长周期短、油脂面积产率高、环境适应能力强且不占用耕地等特点，被认为是最有潜力替代石油的生物质资源。微藻中油脂含量甚至可超过其自身干重的 80%，是生产生物柴油的理想原料之一。通过微藻生产生物柴油既对经济可持续发 展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义，同时避免了大规模种植生物柴油农作物可能导致的 “与粮争地 ”隐患。另一方面，微藻的生长能
7、够减少二氧化碳和硫化物等气体的排放。利用微藻生产生物柴油具有广阔的发展前景，微藻生物柴油很可能成为未来最重要的可再生能源之一。 本报告对 微藻能源 技术相关专利进行检索和分析，并结合报道分析产业现状， 通过专利分析揭示该领域当前的专利活动特点， 为科技决策和课题研究提供支持。检索数据来源于美国汤森路透科技公 司（ Thomson Reuters Scientific）的 DII（ Derwent Innovation Index）数据库，利用关键词设计检索策略 1，共计检出相关 核心 专利 1059条，数据检索日期为 2015年 12月 1日。所采用的主要分析工具为 TI（ Thomson I
8、nnovation） 和 TDA（ Thomson Data Analyzer）。 1 检索式 : ts=(microalgae or algae) and (bioenerg* or biomass* or biorefin* or biodiesel or biochem* or biofuel* or biocrud* or bio-*) or “microalgae energ*“) not ts=(diet* or feed or food or eat* or dha) 图 2 相关核心专利年度趋势 3 微藻能源 专利数量趋势分析 从 微藻能源 专利年度变化趋势 （图 2） 可以看
9、出，相关专利申请最早可追溯到 20世纪 80年代 初美国从微藻中提取 乙醇 。 但由于微藻能源相关技术研究开发费用较高，在较长 一段 时间里专利 的 年申请量很少，研究进展较慢 。 2006年 以来， 受到原油价格上涨影响， 专利年发表 数 量 开始 快速 增长 ， 目前达到 200250项 /年。 由于受到专利公开延迟影响，近两年专利数量 统计 略有 下降。 微藻能源总体 发展趋势 处于 增长期， 是正处于快速发展阶段的 新兴产业 。 从主要专利来源国年度趋势 （ 图 3） 中可以看出， 微藻能源 研究起步最早的是美国 ， 其在 2006年以后该领域技术发展也最为迅速，具有很大优势， 于 2
10、011年达到峰值 。 这一热潮式增长得益于在此期间出台的“微型曼哈顿计划”，目标是到 2010年实现藻类产油工业化。近年来美国专利趋势下 降较为明显， 这 与微藻培养成本 较 高，产油率与快速养殖间的矛盾关系， 以及提取转化阶段能耗高 等问题导致的工业化 瓶颈 有关。 日本在微藻能源领域研究开始时间较早，早期有零散的申请，但年申请量一直较低，未出现快速增长。中国、韩国、加拿大均从 2005-2006年前后开始出现相关专利申请，增长速度也比较接近，处于较为平稳的发展期。 图 3 主要专利来源国年度趋势 1. 微藻能源 专利区域布局分析 根据专利的技术来源国（ priority country）分
11、布来看 （图 4） ， 目前掌握着 微藻能源 技术 的主要国家依次为美国 （ 36%）、中国（ 21%）、韩 国（ 14%）和 加拿大 （ 6%） 、日本（ 4%）五 个国家， 其 专利 总和 超过 全球专利总量的 80%。 而从 技术市场国（ family member country） 分析可以看出， 微藻能源 技术的主要技术市场 包括美国、世界知识产权组织、中国、韩国、欧洲专利局、日本、澳大利亚 等 。 图 4 技术来源及技术市场 分布 从 微藻能源 技术 专利的 五 大主要技术来源国在国际市场布局（ 图 5） 中可以看出，美国的专利 布局除本土外及 WO、 EP外，在各主要技术市场如中
12、国、韩国、日本 、澳大利亚 等地区均有 较大 比例 的 专利申请 。 韩国和加拿大也均比较重视微藻 能源技术的海外市场布局，而加拿大在海外的申请比例相对更高。中国则主要关注本土布局，本土申请比例达到 90%以上。 日本除本土申请外，主要在美国进行了海外 申请。 图 5 主要技术来源国市场布局 【 核心技术 】 1. 专利热点领域及核心技术 使用 TI（ Thomson Innovation）绘制 微藻能源 领域专利地图 （图6） 。图中不同山峰区域内表示某一特定主题聚集的相应专利群，其技术研发重点 领域 的重要程度用颜色区分，由浅到深、由绿色、灰色到白色，依次增强。 从图中可以看到 ， 微藻能
13、源 主要 研究应用 领域包括 ：小球藻株培养、酯交换、能 量捕获、油分离器装置、光反应器装置、生物基因编码、光纤维素酶 等方面，涉及技术包括： 藻类 培养与脂积累、培养及提取 设备 、生物酶、基因编码技术 、废水 /污水处理 等。 图 6 微藻能源 热点领域技术分布 从专利的手工代码 （ Manual Codes） 分类 统计 来看 （如表 1所示） ， 微藻能源领域主要涉及微生物转化技术， 除有机质提取液培养外 同时也被大量应用到废弃物污染物处理当中 。此外， 藻类的选择和培养 、生物质收集也是重点关注领域。微藻能源 产品 以 生物柴油及脂类占据绝大多数，气体燃料 （如沼气） 及酒精燃料等
14、的研究也具有一定的比例。 表 1 主要 Manual Codes 分类情况统计 数量 Manual Codes 内容 技术 领域 324 D05-C 发酵剂（生物合成） 生物转化 270 H06-B04A 生物柴油 能源 206 H09-F03 城市和农业废弃物处理 污染物处理 187 H06-B07 其他液体燃料 能源 183 H06-P 燃料制备 能源 182 D05-A03 发酵器 设备；生物转 化 166 D05-H08 细胞或组织培养 藻类培养 153 B04-F08A 藻类 藻类培养 129 E11-M 发酵工艺 -设备 设备；生物转 化 90 D10-A01 从原材料中生产油脂或
15、油脂 脂类 89 D05-A04A 有机废物，城市垃圾或污泥发酵 污染物处理 76 A12-W11L （固定）的酶或微生物，微生物学 （聚合物的使用） 生物转化 68 H06-A04 生物燃料气体 能源 67 B11-C06 容器，包装，保存装置，储存罐， 运输设备 设备 59 D05-H02 培养设备 设备 58 D05-A04 其他发酵过程 生物转化 57 D05-H13 生物物质和材料回收，超滤膜 生物质收集 57 E10-G02E 其他脂肪族酯，生产 脂类 55 D04-A01J 生物法净化水 污染物 处理 53 D05-H06 新发现、检测、分离、鉴定和检测 病毒等 生物质检测 48
16、 D03-H01T2B 非益生菌 /益生元或维生素制剂 46 H06-B08 酒精燃料 能源 44 D10-B02 脂肪、油脂、脂肪酸的化学修饰 脂类 40 B04-B01B 油脂、羊毛脂、脂 脂类 40 E10-G02D4 其他不饱和脂肪酸单酯，生产 脂类 2. 高被引专利分析 从 高被引专利 Top10 中 可以看到 （如表 2 所示） ， 其均为美 国专利。其中 有 2项 由美国夏威夷大学所有， 有 2项 由 美国的 SOLAZYME公司所有， 极光生物燃料（ AURORA BIOFUELS）公司 和 麻省州立 大学各拥有 1项 ， 其余 均 是 由 个人 申请 的 。 说明美国在微藻能
17、源研究方面掌握着价值较高的核心专利技术。 从 这些 高价值专利 的 内容 涉及 技术领域 来看，其中有一项专利涉及生物制氢， 一 项专利涉及藻类培养技术，其余 大 多数 内容 均 涉及藻类收获处理 、生物质及 油脂提取技术 。 表 2 Top10 高被引专利分析 公开号 标题 专利权人 /申请人 公开日期 施引参考文献 1 US20090234146A1 METHODS AND COMPOSITIONS FOR EXTRACTION AND TRANSESTERIFICATION OF BIOMASS COMPONENTS UNIV HAWAII 2009/9/17 172 2 US20090
18、029445A1 ALGAE GROWTH SYSTEM FOR OIL PRODUCTION ECKELBERRY N 2009/1/29 168 3 US20050064577A1 Hydrogen production with photosynthetic organisms and from biomass derived therefrom BERZIN I 2005/3/24 153 4 WO2008151149A2 PRODUCTION OF OIL IN MICROORGANISMS SOLAZYME INC 2008/12/11 132 5 US20100233761A1
19、ALGAE BIOMASS FRACTIONATION CZARTOSKI T J et. 2010/9/16 94 6 US20110086386A1 ALGAE BIOMASS FRACTIONATION CZARTOSKI T J et. 2011/4/14 91 7 US20090162919A1 METHODS FOR CONCENTRATING MICROALGAE AURORA BIOFUELS INC 2009/6/25 88 8 US20070178569A1 Systems and methods for producing biofuels and related mat
20、erials UNIV MASSACHUSETTS 2007/8/2 86 9 WO2010120939A2 METHODS OF MICROBIAL OIL EXTRACTION AND SEPARATION SOLAZYME INC 2010/10/21 86 10 US20100261922A1 Systems and Methods for Extracting Lipids from and Dehydrating Wet Algal Biomass UNIV HAWAII 2010/10/14 83 【重 点机构 】 1. 国际重点机构研发实力 分析 从 微藻 领域 Top25专利
21、权人申请排名（ 图 7） 中 可以 看到 ，其中来自美国的机构 数量 最多，有 12家， 其余当中 有 6家机构来自中国，4家机构来自韩国。排名前 5位的依次是中国科学院、清华大学、新奥科技发展有限公司、美国海藻生物燃料公司和雪佛龙美国公司。 进入前 25 位的 美国 机构中企业略多于高校，而中国和韩国机构以研究所和高校为主。 进入前 25 位的中国机构分别是 ：中国科学院、清华大学、新奥科技发展有限公司、中国石化 集团 、浙江大学、哈尔滨工业大学。 图 7 微藻能源领域 Top20 专利权人 以专利优先权年对 重点机构 研究活跃情况 进行研究 （ 见 表 3）， 可以看到 该领域属于当前的研
22、究热点，各机构在 近三年专利产出所占比例普遍较高 。其中 部分机构（如 SOLAZYME公司 ）由于对已申请专利进行补充、修改等原因，被修改 的 专利也计入近三年申请中 ，故其66667777777788899 111112131314 21400 5 10 15 20 25 30 35 40 45英国石油生物燃料公司（英） 哈尔滨工业大学（中）INVENTURE化学公司（美）韩国高等科学技术研究院（韩）ENI SPA（意）GEN ATOMICS（美）LIVEFUELS INC（美）NESTE OIL OYJ（芬）SOLIX生物燃料公司（美）科罗拉多大学（美）德克萨斯大学（美） 浙江大学（中）
23、极光生物燃料公司（美）韩国生物科学和生物技术研究所（韩）加州大学（美）HELIAE DEV LLC（美）华盛顿州立大学（美） 中国石化（中）INHA工业关系研究所（韩）韩国能源研究所（韩）雪佛龙美国公司（美）美国海藻生物燃料公司（美）新奥科技发展有限公司（中） 清华大学（中）中国科学院（中）近三年产出所占比例可能有所增加 。 表 3 领域 Top25 专利权人研究活跃情况 序号 专利权人 国家 发表 年限 近三年 申请 占比 2 1 中国科学院 中国 2007-2015 65.0% 2 清华大学 中国 2005-2014 47.6% 3 新奥科技发展有限公司 中国 2007-2014 7.1%
24、 4 雪佛龙美国公司 美国 2007-2015 23.1% 5 SOLAZYME 公司 美国 2000-2014 76.9% 6 韩国能源研究所 韩国 2010-2013 33.3% 7 中国石化 中国 2011-2013 72.7% 8 INHA 工业关系研究所 韩国 2008-2014 72.7% 9 HELIAE DEV LLC 美国 2010-2013 55.6% 10 华盛顿州立大学 美国 2007-2013 33.3% 11 极光生物燃料公司 美国 2007-2011 0.0% 12 韩国生物科学和生物技术研 究所 韩国 2010-2014 62.5% 13 加州大学 美国 200
25、6-2014 62.5% 14 ENI SPA 意大利 2008-2013 14.3% 15 GEN ATOMICS 美国 2006-2014 42.8% 16 LIVEFUELS INC 美国 2008-2015 57.1% 17 NESTE OIL OYJ 芬兰 2009-2013 42.8% 18 SOLIX 生物燃料公司 美国 2006-2014 42.8% 19 科罗拉多大学 美国 2006-2014 42.8% 20 德克萨斯大学 美国 2006-2014 28.6% 21 浙江大学 中国 2008-2014 83.3% 22 英国石油生物燃料公司 英国 2008-2013 33.
26、3% 23 哈尔滨工业大学 中国 2010-2013 83.3% 24 INVENTURE 化学公司 美国 2007-2011 0.0% 25 韩国高等科学技术研究院 韩国 2011-2014 83.3% 2. 国内重点研发机构情况 2 2012-2014年申请专利在总申请中所占比例 国内专利重点机构 Top12（专利量大于 5） 情况如表 4 所示。其中大多数是高校 /科研机构 ，企业申请相关专利的平均年限相对较短 。其中，清华大学进入微藻能源领域时间相对最早 ，各机构进入时间主要集中在 2009年前后 。各机构研究内容均较多涉及 的技术领域包括：微藻培养 选育 、 生物柴油生产、 油脂分离
27、提取、酶催化、废水净化培养、 沼气及氢气生产 等 方面 。 表 4 国内 Top12 专利权人情况 专利权人 专利数量 发表 年限 近三年 申请 占比 3 主要技术领域 清华大学 21 2005-2014 47.6% 微藻培养、收获、提取油脂及制生物柴油 、产氢、酶催化 新奥科技发展有限公 司 14 2007-2014 7.1% 提取油脂及催化制生物柴油、生产甲烷及氢气、微藻选育培养 中国石化 11 2011-2013 72.7% 提取油脂及制生物柴油、微藻选育培养、生产沼气 中科院大连化学物理研究所 8 2009-2013 62.5% 微藻 选育 培养、 提取油脂制生物 柴油 、酶催化 浙江
28、大学 7 2008-2014 83.3% 生物质提取及油脂分 离、微藻培养筛选 哈尔滨工业大学 6 2010-2013 83.3% 微藻收集、选育、及废 水培养 中科院广州能源研究所 5 2013-2015 100% 油脂提取及制生物柴 油、酶催化 国家海洋局第三海洋研究所 5 2010-2011 0% 微藻培养、筛选、检测、酶催化 中国海洋大学 5 2008-2014 20.0% 油脂提取制生物柴油、饲料等、酶催化、微藻选育 上海交通大学 5 2011-2013 80.0% 微藻培养、制生物柴 油、烟气污水净化 天津大学 5 2010-2014 60.0% 微藻培养及检测评估、 酶催化 云南
29、爱尔发生物技术有限公司 5 2009-2013 60.0% 微藻培养、光生物反应器装置 3 2012-2014年申请专利在总申请中所占比例 3. 重点研发机构合作情况 从 TOP41机构 （专利量大于 5）的 合作情况来看 （如图 8所示） ，各 重点研发 机构间合作关系较弱。仅 科罗拉多 大学与 SOLIX 生物燃料公司 之间合作关系密切，可能是其技术提供方。此外，中 国 科 学 院与中 国 石化 集团 之间、 韩国海洋研究与开发研究所 与 韩国生物科学和生物技术研究所 之间存在微弱的合作关系。其他机构间目前均没有合作专利。 图 8 微藻能源领域 TOP41 专利权人合作情况 【重要人物】
30、1. 中国科学院 广州能源研究所袁 振 宏 研究员 袁振宏 ， 生物质能 ,博士 ， 中科院广州能源研究所研究员，中国生物质能技术开发中心副理事长、秘书长；中国太 阳能学会理事；生物质能委员会副主任委员；中国沼气协会副主任委员。 研究方向主要包括 : 生物质能生化转化技术（生物柴油、燃料乙醇、沼气等）、生物质能资源开发（能源植物和藻类等）、我国生物质能源及其开发技术的发展战略（技术经济评价、发展方向、路线图和政策等）和中国生物质能 CDM项目等。 出版专著一部：生物质能原理与技术，参与编写“中国 21 世纪议程白皮书”，主持生物质能部分。承担国家科技部、中科院、广东省、世界银行等项目 20 余
31、项，发表科研论文 104篇，其中 SCI/EI收录 48篇，出版专著 1部，申请专利 10项 ，授权 6项。 （信息来源： http:/ 2. 中国科学院大连 化学 物理研究所 “百人计划 ”薛松 研究 员 薛松， 2009年中科院“百人计划”引进人才，于同年 11 月开始担任生物技术部 1812 组组长。 研究工作主要涉及天然活性物质，有机合成，生物大分子及其复合物的 X射线晶体结构及其功能。生物大分子的晶体结构，为认识及理解生物大分子的结构、相关功能以及相关生命过程的反应机理提供了原子水平的基 础。作为课题负责人和项目骨干先后承担和参与了 5项课题的研究。 具体研究方向： （ 1） 海洋生
32、物产品工程学 。 以“微藻生物加工厂”为基础，生产相关的能源物质，如氢气、油、淀粉为以及其重要合成途径中关键酶及酶群的晶体结构的研究。 （ 2） 基于海绵相关微生物以及微藻中的活性蛋白酶在化工合成中的应用 。 基于海绵相关微生物的活性物质的分离提取及结构鉴定，从而为开展以结构生物学为导向的新药发现提供先导化合物。 （信息来源： http:/ 3. 中国 科学院青岛 生物 能源 与过程 研究所刘天中研究 员 刘天中， 工学博士，研究员，博士生导师。 1987年 7 年毕业于四川大学化工系， 1990 年 7 年硕士毕业于中国科学院过程工程研究所， 1998 年博士毕业于中国科学院过程工程研究所生
33、化工程国家重点实验室。 1990.8 2000.11 在中国科学院过程工程研究所工作， 2000.11-2001.10 在英国Birmingham 大学化工系作博士后， 2001.112003.10 在英国Birmingham 大学化工系任项目研究员。 2004.3-2008.6 年在中国海洋大学食品科学与 工程学院工作， 2008.7到中国科学院青岛生物能源与过程研究所。先后主持和参加了多项国家及省部级科研项目，在国内外发表论文 30 余篇，其中 SCI 与 EI 收录论文 10 篇，授权发明专利1项，申请专利 2项。目前主要研究领域为能源微藻培养与加工利用、生物反应与分离工程、生物反应器及
34、其 CFD模拟、清洁生产工艺。 （信息来源： http:/ 4. 韩国能源 研究所 You-Kwan Oh研究员 You-Kwan Oh， 韩国能源 研究所 生物质和 废弃物实验室首席研究员 。 2004年 于 釜山国立大学 化学 工程系获得博士学位 ； 2005年在 美国 加州 大学 圣地哥亚分校 生物工程系 任 博士后 研究 人员 2006 年 加入韩国能源研究所，于 2008年获得优秀 成果奖。 其 研究方向主要为 生物能源 ，包括 利用 微藻生产生物柴油、 生物制氢 和 生物燃料 电池 等， 以发表 102篇 相关研究论文，申请了 17 项 专利。 目前 承担 3 项 微藻炼制项目，
35、涉及小球藻培育及 利用燃煤烟气 对光合 反应器 开发 、 磁泳微藻采收 、利用 红球藻生产虾青素。 （信息来源： http:/aoais2014.org/popup/p_yko.htm） 5. 美国 华盛顿大学 Rose Ann Cattolico教授 Rose Ann Cattolico， 1973 年于 美国纽约州立大学石溪分校获得博士学位， 至 1975 年 于麦吉尔大学任博士后研究人员 ， 后 被 华盛顿大学聘为教职人员 。 研究方向包括： 藻类物质 生化结构、 叶绿体演变 、 光合 作用 过程 和有害藻花的形成、 种群 多样性、 脂质 合成和生物燃料的生产。 她目前的研究项目涉及利用
36、 藻类制备生物 燃料和高价值的副产品，以及 藻类 导致的 赤潮。 （信息来源： http:/chem.berkeley.edu/faculty/yaghi/） 【产业动态】 1. 产业政策 与动态 新能源产业是国家战略性新兴产业之一，国家战略性新兴产业十二五规划指出：生物质能产业应“加强下一代生物燃料技术开发，推进纤维素制乙醇、微藻生物柴油产业化。”为全面推进我国生物科技与产业的快速发展，促进经济发展方式转变、培育战略性新兴产业，科学技术部制定了“十二五”生物技术发展规划，明确“十二五”期间生物能源技术主攻方向：大力发展非粮生物乙醇、生物柴油等生物能源产品相关关键技术和专用设备，“研究开发微藻
37、生物固碳核心关键技术 ，建立年固定二氧化碳总量超过万吨的工业化示范系统，率先在国际上首次实现微藻固碳的产业化，同时开发高附加值的系列微藻产品，为微藻大规模固定二氧化碳及微藻能源的发展提供技术、经济及环境评价指标，为微藻生物固碳技术的大规模推广应用提供示范。” 生物质能源科技发展“十二五”重点专项规划以传统生物质集贮、新型生物质资源培育以及生物质高效转化气体、液体、固体燃料及热电能源为重点，指出“研究能源微藻育种、规模化培养、油脂提取、转酯化、生物反应器研制和应用等产业化共性关键技术及工艺，开发利用废水、燃煤烟气等生产能源微藻 和炼制生物柴油等技术。” 2. 企业动态 国外微藻技术与应用 西门子
38、进军水藻养殖产业： 西门子研究人员与德国比勒菲尔德大学、德国卡尔斯鲁厄工业大学合作，开发不同的生物反应器，以降低水藻养殖成本。除了关注水藻对二氧化碳的吸收，西门子研究人员更倾向于将水藻制成生物燃料和动物饲料，而这两种产品可同时生产 生物燃料来自水藻油，动物饲料来自残渣。 美国研发超声波微藻收获技术： 美国一国家实验室成功研发的超声波微藻收获技术，该技术通过超声波收获器选用声波频率，以聚集和浓缩含有流体的微藻细胞，该收获技术的显著特点是可大幅降低分离成本。据悉，该技术已被美国国家先进生物燃料和生物制品联盟（ NAABB）选中。实验室规模实验表明，该技术具有成本效益和节能效益。 NAABB第二期将
39、设计和开发收获器设施，将在最低每小时100 升的藻类培养进料速率下操作，并进行放大试验。 NAABB 的目标是产生新的技术，这些技术将由其商业合作伙伴和开发藻类生物燃料的其他行业界入者进行实施。 日本开发裸藻为原料的微生物塑料： 日本产业技术综合研究所、NEC 公司与宫崎大学三家机构的研究人员联合开发出了以提炼裸藻为主要原料制造的微生物塑料，据三家机构介绍，合成塑料的特点是具有出色的热可塑性和耐热性，植物成分比例高达约 70%。对该塑料进行各种物性测定的结果显示，虽然冲击强度等尚有改善余地，但热可塑性与以往的生物塑料 （ 聚乳酸及尼龙 11） 、添加有可塑剂的醋酸纤维素、以及来源于石油的 AB
40、S 树脂处于同等水平，且有更好的耐热性。 国内微藻高新项目陆续上马 微藻 DHA项目落户胶南： 由青岛琅琊台集团股份有限公司与中国科学院青岛生物能源与过程研究所共同开发的“海洋微藻发酵生产DHA 产业化项目”落户胶南，该项目将采用新型节能技术以及低成本的生产工艺，从海洋微藻中提取 DHA。该项目的建设地点位于 胶南市海滨工业园内，项目占地 40亩，总建筑面积近 12000平方米，建设期为一年。中试完成后，将采用异养发酵方式，年产高附加值DHA 产品 300 吨，生物蛋白饲料 1000 吨，可实现销售收入约 2 亿元。 沈阳微藻能源研究项目： 2015年 9月 28日，国家“ 863”计划项目“
41、新型能源藻培育与能源产品转化技术”进展交流会在沈阳召开。该项目 于 2012年 10月 在沈阳启动， ， 由 中国中化集团公司下属沈阳化工研究院有限公司牵头主持 ， 是“ 863计划”先进能源技术领域的重点项目之一，包括能源藻类大规模培养技术和藻基生物能源产品制备技术的 开发。该项目包含 3个子课题，分别为“富油能源微藻培育与生物柴油制备”、“藻类航空煤油制备技术”和“基于能源藻原料的生物能源产品的制备技术”，其中沈阳院作为项目牵头单位，承担了“富油能源微藻培育与生物柴油制备”子课题。 创新绿色微藻成航空燃料： 近年来，航空燃油价格的波动、上涨与碳总量排放限额是国际航空业面临的两大问题，而藻类
42、可持续航空生物燃料对于解决上述两大问题具有极大潜力。 中科院 青岛生物能源与过程研究所预计到 2015 年建设 1 座 5000 吨 /年产量的中国最大微藻生物柴油产业化示范系统，形成产业化。 早在 2010 年 ，青岛生物能源与过程研究所与美国波音公司研发中心 就 共同签署了关于推进藻类可持续航空生物燃料合作备忘录，他们将在青岛组建可持续航空生物燃料联合实验室，将“微藻变柴油”这一能源技术大规模研发。 国家开发投资公司 水生所藻类生物技术和生物能源研发中心揭牌： 2015年 9月 24日，由国家开发投资公司和中国科学院水生生物研究所合作共建的藻类生物技术和生物能源研发中心在水生所正式揭牌。藻
43、类生物技术和生物能源研发中心由国投公司和水生所合作共建，于 2013 年 7 月成立。中心面向国家生物能源战略发展需求，致力于微藻生物技术 和生物能源领域的基础理论和关键工程技术问题的创新研究。长期发展目标是通过搭建一个在国际藻类生物技术与生物能源研发领域具有鲜明特色的 “产学研 ”合作平台和国际科技交流合作示范基地，推动微藻能源技术的发展，同时培养新一代藻类生物技术和生物能源领域的科学家、工程师及行业领军人才。 新奥集团 联手多家企业生产微藻燃油： 目前新奥集团已与空客集团、中石化、东航合作，生产 10 吨微藻生物航空燃料用于商业航班飞行，并与美国最大的燃煤电厂集团 Duke合作电厂二氧化碳
44、减排项目。 在 2012 年 举办的珠海航展上，欧洲宇航防务集团创新中心 与新奥集团就微藻生物航空燃油开发达成战略合作协议。根据合作协议，双方将共同探索可以革新替代航空燃料的路径。合作内容包括微藻生物燃油制练的技术资格以及生物燃油在中国航空业的推广。 【技术转移】 【成果名称】 厌氧 微藻联合资源化处理高浓度有机废水新工艺 【第一完成单位】 同 济大学 【成果类别】 应用 技术 【成果水平】 国 家技术发明二等奖 【成果简介】 COD浓度大于 2000mg L为高浓度有机废水， 100%的畜禽粪污水和 70%的工业废水均属于高浓度有机废水。高浓度有机废水处理的主要技术瓶颈是 COD 浓度超出常
45、规生物处理 承受范围。目前国内外典型的四步法高浓度有机废水处理工艺，存在药剂投量大、能耗高、资源利用低、二次污染严重等问题。本项目在国内外首次提出“厌氧 微藻联合资源化处理高浓度有机废水新工艺”。其重要发明点如下： 1、发明了“高效厌氧发酵 +微藻富集净化 +动态膜深度处理”三步法资源化处理新工艺，解决了四步法处理存在的资源利用低、二次污染严重等问题，实现了高浓度有机废水处理从单纯污染处理到资源循环利用的变革。 2、发明高效外循环厌氧反应器，解决传统厌氧反应器泥水分离易恶化，系统抗冲击能力和稳定性差的技术瓶颈。 3、发明厌 氧发酵液微藻藻种富集筛选新方法，发明高效污水耐受性微藻光生物反应器，解
46、决了厌氧发酵液微藻培养的菌藻共生、有机污染制约因素，实现了污水微藻培养对传统好氧处理的有效替代。 4、发明了动态膜生物反应器深度处理水资源回用工艺，实现了微藻培养出水高效深度处理水资源回用，可减缓我国水资源紧张趋势。 项目授权中国发明专利 26 项、美国发明专利 1 项，发表学术论文 122 篇，其中 SCI 收录 86 篇，出版专著 4 部。通过产学研合作，在上海、浙江、山东、江西等省市的近 20 处高浓度工业有机废水和200多处养殖场粪污水处理项目中得到广泛推广 ，并在肯尼亚、阿尔及利亚等国家得到应用，具有广阔的应用前景。 （信息来源： http:/ 【成果名称】 能源微藻油脂代谢基础研究
47、及高油藻株选育 【第一完成单位】 中国热带农业科学院热带生物技术研究所 【成果类别】 应用 技术 【成果水平】 海南省科技进步 三等 奖 【成果简介】 课题来源：海南省工程技术研究中心专项 (GCZX2011006)等。 研究背景：利用微藻生产生物柴油具有很大的优势 ,但微藻油脂代谢分子机制研究尚处于起步阶段。微藻在 逆境条件下 ,油脂显著积累 ,但目前微藻对元素缺乏等逆境条件诱导油脂升高的分子机制研究未见报道。 技术原理：本成果综合运用分子生物学、生理学方法 ,研究了微藻油脂代谢分子机制 ,建立了热带藻种资源种质库 ,筛选出多个高油藻株 ,并通过紫外突变改良这些藻株 ,摸索了有利于热带微藻产
48、油和生长理想的培养条件。性能指标：项目合同上所要求的性能指标都已经超额完成。筛选出高生物量、高含油量的藻种 23株 ,紫外诱变获得优良藻株 5 株 ;探讨了培养基组分和营养因子配比 ;建立了莱茵衣藻油脂积累突变体库 ,系统研究了突变基因 ;对微藻基因进行 DGE和 SSH分析 ;研究莱茵衣藻油脂代谢相关基因 ,发表 SCI论文 8篇 ,国内核心期刊 12篇 ,申报国家发明专利 5项 ,授权 2项 ,培养硕士研究生 4名。 技术创造性与先进性：系统收集、分离、保存和鉴定了我国热带地区的产油藻种资源。对培养基营养成分和组分分析获得理想的产油微藻培养基配比。研究结果具有很强的创新性 ,达到国际先进水平。 构建莱茵衣藻突变体库 ,对突变基因进行研究 ,同时通过 DGE和 SSH 分析微藻缺氮下基因表达变化 ,对油脂代谢相关基因进行克隆与分析。与国内外同行相比较 ,在微藻油脂代谢机理研究领域处于国际领先地位 。 技术成熟程度 ,适用范围和安全性应用范围十分广泛 ,育成的优良微藻藻株可以培养在任何温度适宜、阳光充足、水源丰富的地区 ,尤其在海南省内。利用微藻生产生物柴油 ,无环境污染 ,可直接作为发动机燃料 ,无需对发动机进行改造 ,可以直接作为汽车以及
