1、微藻制取生物柴油研究進展(不出現-固碳)一是稿子主要是講微藻制生物柴油，建議把固碳部分單獨寫一個，這個稿子題目中就別出現固碳了。制生物柴油是固碳的重要形式，但固碳不全是制生物柴油。微藻能將二氧化碳轉化為生物燃料、食品、飼料和高價值的生物活性物，而且這些光合微生物還可用于生物除污以及作為固氮生物肥料，好比日光驅動的細胞工廠。微藻能夠提供不同類型的可再生生物燃料，包括用海藻生物質經厭氧消化后產生的甲烷、從微藻油脂中提取的生物柴油以及直接光生物合成的生物氫氣。利用微藻做燃料的構想不自今日始，隨著石油價格的節節上漲，這種想法目前越來越受到重視；而燃燒化石能源導致全球變暖給人們帶來的新憂慮，使得微藻燃料

2、具有了更重要的意義。一、 微藻來源與功能作用（一）微藻的來源微藻是指一些微觀的單細胞群體，是最低等的、自養的釋氧植物。它是低等植物中種類繁多、分布極其廣泛的一個類群。無論在海洋、淡水湖泊等水域，或在潮濕的土壤、樹干等處，幾乎在有光和潮濕的任何地方，微藻都能生存。若要大規模地利用藻類生物質來制取生物柴油，就必須保證有充分的藻類生物質。目前藻類的來源主要有2個途徑，一是收集湖泊、河灣、水庫、池塘等富營養化水體中天然生長的大量浮游藻類；二是人工戶外養殖制備，這也是獲取藻類生物質的最主要和最有效的方法。微藻是一類在水中生長的種類繁多且分布極其廣泛的低等植物，它是由陽光驅動的細胞工廠，通過微藻細胞高效的

3、光合作用，吸收CO2，將光能轉化為脂肪或淀粉等化合物的化學能， 并放出O2。微藻是光合效率最高的原始植物，也是自然界中生長最為迅速的一種低等植物，而且某些微藻可以生長在高鹽、高堿環境的水體中，可充分利用灘涂、鹽堿地、沙漠進行大規模培養，也可利用海水、鹽堿水、工業廢水等非農用水進行培養，還可以利用工業廢氣中的CO2。因此，微藻生物柴油成為了潛在的能源研究熱點。（二）微藻制備生物柴油的優勢1微藻可以實現二氧化碳的減排隨著石油、天然氣和煤炭大量的消耗和使用，許多城市的空氣質量狀況較差，嚴重威脅著城市的發展和人們的健康。二氧化碳的大量積聚，引起溫室效應，導致全球氣候變暖。世界各國政府對此均十分重視，紛

4、紛準備制訂強制性的規范與標準限制二氧化碳的排放。按照京都議定書規定，各個國家之間可以互相購買排放指標，也可以以增加森林面積吸收二氧化碳的方式按一定計算方法抵消，種植項目本身就是排放指標，如殼牌等國際煉油巨頭每年都要在世界各地購買指標。微藻通過光合作用固定空氣中的二氧化碳，每增加一噸微藻生物質，就相當于排放兩噸化石能源釋放的溫室氣體。微藻在生長時需要的二氧化碳相當于它排放的二氧化碳的量，因而對大氣的二氧化碳凈排放量近似于零；由微藻制造的生物柴油更能適應國內外對二氧化碳減排的要求，與普通柴油相比，微藻生物柴油可減少約90%的空氣毒性。它含硫量低，二氧化硫和硫化物的排放比普通柴油少30%；含氧量高，

5、可達11%；點火性能好，燃燒時排煙少，一氧化碳的排放與普通柴油相比少10%。另外生物柴油不含導致環境污染的芳香族烷烴，廢氣對人體的損害也要遠遠低于普通柴油。2微藻在地球上分布廣泛，適應各種生存環境包括終年被冰雪覆蓋的南北兩極，pH極高或很低的湖泊水潭、鹽堿沼澤甚至鹽度飽和鹵水，在大洋深處、高山之巔以及火山口、地熱溫泉、干旱沙漠等對生命過程極為不利的極端環境中都有微藻繁衍生息。我國幾乎所有木本油料植物都集中生長在南方亞熱帶地區，微藻完全不受此限制。3微藻養殖不需要占用耕地目前生物能源的來源都是現有的陸生植物甚至糧食作物，而實際上，廣闊的海洋才是地球上吸收太陽能的主要區域，而且利用陸生植物甚至糧食

6、作物制取生物能源，需要與人類或者動物分糧食，這顯然不是一個合理的長遠途徑。聯合國糧農組織2007年年底的一份報告說，受油價上漲導致大量糧食被轉變為生物燃料等因素的影響，世界正在經歷"前所未有"的糧食危機。有聯合國官員認為，使用糧食生產燃料是一項“反人類的罪行”。4微藻的生長速度遠遠高于其它油料作物比如產油較高的木本植物麻瘋樹，須3年掛果投產，5年方進入盛果期，每年僅在十月份產果一次。而微藻在正常生長時其生物量每24小時便可翻倍，在指數生長期，倍增時間甚至可以縮短至3.5小時。二、微藻生物柴油開發的技術流程微藻生物柴油成套技術涵蓋多個技術環節，是一個復雜的系統工程，包括微藻的

7、篩選和培育，獲得性狀優良的高含油量藻種，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。技術流程如下圖1。生物燃氣微藻的篩選和培育光、CO2水、營養微藻生物質生產微藻生物質的采收微藻生物質的提取動物飼料其他產品厭氧發酵微藻油生物柴油營養+廢水營養+廢水圖1微藻生物柴油開發技術流程（一）微藻的篩選和培育 優良富油藻種的選育是微藻生物柴油效率提高與成本降低的首個關鍵環節，涉及微藻含油量、光合效率、生長速率的研究等，其影響的因素包括微藻種類、研究溫度、pH值、鹽堿度、光照等環境因子，N、Si、P、S和微量元素等營養因子， 以及基因工程改造等。一方面，從經濟

8、效益上看，較高水平的含油量是微藻生物柴油技術可行的必要條件。目前，葡萄藻(Botryococcus braunii)、裂殖壺藻(Schizochytrium sp)等微藻的含油量可達50 以上，這是對自然界中的微藻生物資源進行普查和系統的收集、表征、篩選、整理和保存的參考標準。另一方面，快速的生長條件也是降低微藻生物柴油開發成本的必然要求，即選育和基因工程改造后要符合耐高濃度的CO2、高溫以及高強度光照的條件。由于空氣中的CO2只有0.03-0.06，而環境中一定濃度的CO2含量又是微藻快速生長的基本條件，因此工業廢氣等非自然條件下的環境就成為了常見的選擇。表2 不同微藻的耐受性和生長速度微藻

9、CO2T*CPgUdChlorococcum littorale4030-Chlorella kessleri18300.087Chlorella sp.UK0011535N/AChlorella vulgaris15N/AChlorella vulgaris空氣250.040Chlorella vulgaris空氣250.024Chlorella sp4042-Dunaliella3270.17Haematococcus pluvialisl6-34200.076Scenedesmus obliquus空氣-0.009Scenedesmus obliquus空氣-0.016Botryococ

10、cus braunii-25-301.1Scenedesmus obliquuS18300.14Spirulina sp12300.22目前，已有較多的研究者對微藻生長條件進行了研究，部分微藻分別在耐受的CO2濃度、耐受溫度以及產率等方面表現出較好的特性(表2)。此外，考慮到微藻培育的條件，大規模的生產、在燃油和燃煤設備(如燃燒電廠、汽車尾氣排放裝置)中固定CO2，以及水和養分的循環都是降低成本的必要措施。（二）光生物反應器的研究 光生物反應器是指用于微藻培養的一類裝置，與一般的生物反應器具有相似的結構，是具有光、溫度、溶解氧、CO2、pH值等培養條件的調節與控制系統。目前，研究者已經設計了多

11、種形式的光生物反應器(表3)。表3 各種光反應器的優缺點光生物反應器優點缺點跑道池(Raceway pond)成本相對較低、培養后易清理，大規模培養方便光控制少、較難長時間培養、生產率低、占地面積大、只限于少數微藻、易污染垂直柱(Vertical-column)大規模移動、混合好且剪應力低、宜大規模應用、易滅菌、適應范圍廣、易固定化微藻、光抑制和光氧化少表面照射面積少、需精細材料、照射面積隨規模擴大而減少平板式(Flat-plate)大規模照射面積、易戶外培養、易固定化微藻、光路徑好、高生產率、成本相對較低、易清理規模生產需大量支持材料、難控制溫度、一定程度的壁生長、對微藻株的水力壓封閉管(T

12、ubu1ar)大面積照射、適于戶外培養、相對高產、成本相對較低pH梯度、管內溶解氧和CO2、污垢、一定程度的壁生長、需大量土地空間從成本的角度看，由于封閉管式光生物反應器在單位區域的利用面積、生物質濃度(如果濃度過低，采收成本會大幅升高)都比跑道池式生物反應器高出至少一個數量級，因此在當前的微藻生物柴油成本需大幅降低的前提下，封閉管式相對于跑道池式更優。目前，封閉管的直徑往往小于0.1m， 以使反應器的光源充足。然而，封閉管式反應器造價高，并且在應用中也存在受pH值限制等缺點。盡管各種反應器類型不同，但從理論上看，都是微藻細胞所經歷的光照射路徑過程，以及在這個過程中所承受的剪應力和光/暗周期。

13、光衰減模型(light attenuation model)和計算流體動力學(computational fluid dynamics，CFD)可用于評估光生物反應器的設計，從而使微藻單細胞的生長與光照、CO2利用最優化。例如，典型的封閉管長度不超過80m，且通過夜連續不斷的培養基補給以彌補夜間微藻消耗。在反應器的物理設計中， 為最大限度地利用陽光，封閉管的方向往往是南一北方向，且反應器所處地面往往涂成白色，以增強反光。此外，由于機械泵易損傷微藻，因此，在進口處往往采用空氣提升泵，而反應器每隔一段則設排氣區以抑制反應過程中產生的溶解氧毒害，進口處和封閉管中設CO2輸入裝置來控制pH值。（三）微

14、藻生物質采收、加工與轉化技術微藻生物質通過加工提煉與轉化才能得到所需要的生物柴油，其成本可占約總成本的50。目前，已經研究的技術仍未很好地解決采收成本過高的難題，因此，發展新的采收方法是未來研究發展的必由之路。由于藻油提取也需大量耗能，不經過機械壓榨或干燥而直接從微藻生物質中獲取脂肪成為主要的研究方向，細胞破碎技術的直接應用成為了研究前沿。其他生物質(木質生物質等)的預處理技術可以為微藻生物質的采收與采取提供借鑒。其中，堿處理是最為常用的方法，雖然會影響蛋白加工等生物質綜合利用，但對于微藻游離脂肪酸的分離卻效果明顯。提取過程則可以考慮流動反應器甲酯化一酯交換反應一分離一體化工藝，或聯合微藻采收

15、實現細胞破碎一甲酯化一酯交換反應一分離一體化工藝，并在此過程中處理好水和養分循環，以及副產品和廢物利用。在油脂轉化的過程中，“酯交換”是成熟的、已工業化的生物柴油加工技術。不同于常見的植物油脂，微藻生物柴油含有非常豐富的含有4個或更多雙鍵的多不飽和脂肪酸，如二十碳五烯酸(EPA，C20：5n-3，5個雙鍵)、二十二碳六烯酸(DHA，C22：6n-3，6個雙鍵)。這些雙鍵的存在會導致微藻生物柴油在儲運的過程中被氧化而不穩定。因此，酯交換工藝的選擇， 取決于微藻油脂的性質。除了生物柴油外， 動物飼料、其他化學產品等的生產是提高微藻生物柴油反應系統的必要增值手段，這些增值生產的技術研究也成為了縮小微

16、藻生物柴油與石化柴油的成本差距的重要手段。表3 微藻生物柴油開發的各環節要求技術環節技術要求技術選擇微藻的篩選和培育(1)含油量高;(2)生長快速;(3)耐高濃度的CO2、高溫以及高強度的光照等環境條件;(4)易于基因工程改造.(1)Botryococcus braunii(含油量25%-75%)；(2)Chlorella sp(含油量28%-32%)；(3)Crypthecodinium cohnii(含油量20%)；(4)Cylindrotheca sp(含油量16%-37%)；(5)Dunaliella primolecta(含油量23%)；(6)Isochrysis sp(含油量25%

17、-33%)；(7)Monallanthus salina(含油量>20%)；(8)Nannochloris sp(含油量20%-35%)：(9)Nannochloropsis sp(含油量31%-68%)：(10)Neochloris oleoabundans(含油量35%-54%)；(11)Nitzschia sp(含油量45%-47%)；(12)Phaeodactylum tricornutum(含油量20%-30%)；(13)Schizochytrium sp(含油量50%-77%)；(14)Tetraselmis sueica(含油量15%-23%)光生物反應器(1)傳光（提高光

18、能利用效率）；(2)傳質（解決光生物反應器中反應物混和的效率與手段問題）; (3)傳動（解決微藻規模養殖中的“水力學”問題，保證反應器內介質順利流動、混合，不發生細胞損傷、沉降）；(4)傳熱（控制光生物反應器中的溫度）;(5)清潔;(6)成本低;(1)跑道池；(2)垂直柱光生物反應器；(3)平板光生物反應器；(4)封閉管式光生物反應器生物質采收與提取(1)降低采收成本;(2)減少藻油提取耗能(1)離心(運行成本高，設備故障多)；(2)過濾(膜污染和堵塞)；(3)絮凝(絮凝劑和運行設備成本高)；(4)超聲波(能耗偏高)生物質加工與轉化根據微藻油脂的性質選擇具體的酯交換工藝(1)以酸、堿或脂肪酶為

19、催化劑，以甲醇與植物脂肪反應獲得脂肪酸甲酯(生物柴油)和甘油；(2)超臨界條件下的酯交換技術等四、國內外研究進展二是建議國內外現狀等部分再凝練一下，形成一些基本判斷，盡可能不要簡單的把素材羅列。（一）國外現狀美國可再生能源實驗室（NREL）曾經做過大量藻類生物柴油的研究，但是一直未開發出商業可行的技術。在本世紀初，國外有三家企業制造了真正可持續運作的商業化光生物反應器，它們是德國的Okologische Produkte Altmark GmbH（OPA）、美國夏威夷的Micro Gaia, Inc和Aquasearch Inc。OPA在沃爾夫斯堡附近的克勒策建造了700m3工廠，投資額約為1

20、600萬德國馬克。2000年6月，這家目前最大的工廠開車運轉，前期僅用了7個月來規劃和施工，其設計思路基于Pulz及其合作者開發的專門技術。由于OPA在當地還利用松樹木屑堆肥生產人造泥煤，因此他們打算將堆肥過程中產生的二氧化碳回收轉化為藻類生物質（Chlorella sp., 價格為每千克干重50英鎊）。工廠共有20個基本單元，每個容積35m3，安裝在占地12000m2的溫室中。作為受光部分的硼硅玻璃管每根長6m、直徑48mm，水平放置，兩兩間隔0.8m，豎直疊高至3m，形成類似柵欄的結構。玻璃管總長500km，由Skla rny Kavalier a.s.（Sazava, Czech Rep

21、ublic）制造，單根長6m，使用一種特殊的膠水互相連接。每個基本單元都有一套在線控制系統。離心泵負責攪拌，兩臺Westfalia分離器負責收集并甩干生物質。預期產率為150噸/年。這是有史以來設計的最好的光生物反應器之一，如果運轉成功，它將在微藻生物技術領域里把歐洲提到一個高度。2000年，Micro Gaia, Inc在夏威夷茂伊島的茂伊研發技術園開辟了大約8公頃的土地建造工廠，基于其專利生物穹頂型光生物反應器。2001年一月，Micro Gaia, Inc開始為日本市場生產蝦青素，同年6月，一千個直徑1.2m的生物穹頂反應器安裝完畢。生物穹頂反應器是相當精巧的系統，由兩個半球狀的透明穹頂

22、相疊連接而成，表面凸起，形成一個半球形的培養室，2.510cm寬。環形底部安放了可移動的裝置，通過鼓氣來攪拌培養液并除氣，從頂部插入空氣管，連接上移動裝置，一面進行圓周運動，同時刮壁清洗反應器。外部反應器有圓筒形開口，用來排放多余的氣體，從頂部向下噴水以冷卻反應器，在底部安置人工光源以彌補日照不足。但是此套系統有兩個嚴重的缺陷：首先必須制造并連接數以千計的反應單元才能實現商業需求；其次是非常難于清洗。Aquasearch Inc制造了三臺25000L計算機控制的光生物反應器，稱作Aquasearch培育模塊（AGMs），用于從Haematococcus pluvialis中生產蝦青素。AGM是

23、一種用低密度聚乙烯管制作的蛇盤型反應器，管直徑0.180.41m，平行放置于地面。高流速的培養液使雷諾數保持在2×1032×105之間。反應器浸在蓄水池里，從而實現溫度控制。1999年間，當生物質密度為5090g/m2時，面積產率從一月份的9g/m2/d上升到九月份的13g/m2/d。由于該系統容量龐大，因此體積產率相當低（0.0360.052g/L/d）。可惜缺少一些重要的技術資料，比如攪拌和反應器設計。目前最知名的企業有荷蘭的AlgaeLink NV與美國馬薩諸塞州的GreenFuel Technologies。AlgaeLink NV公司是歐洲可替代燃料業界的領頭羊之

24、一，2007年底，宣布開發出世界上第一個不用預制管制造、而是用特制UV防護透明薄片做成的專利海藻光生物反應器系統（photobioreactor systems for algae）。此光反應系統可以很容易地自動折疊收入一個堅固耐用、直徑為64cm的圓形管中，這個管子能自動將水封緊。應用這一技術，運費成本將減少90%。AlgaeLink NV公司在開發此項技術的三年中，在藻類科學的研究、微藻生產系統設計操作等方面也都取得了極大的進展。Green Fuel是一個主要發展生物柴油的公司，其特點是利用燃氣發電廠排放廢氣中的二氧化碳來養殖工程微藻，建造了所謂的能源農場（Energy Farm）。200

25、7年8月，Green Fuel在亞歷桑那公用服務公司（APS）的Redhawk天然氣發電廠成功試驗了海藻培養系統Green Fuel  3D  Matrix  System（3DMS），這是Green Fuel公司基于微藻的“排放物生產生物燃料”技術之一。3DMS使用專有技術設計，通過增加光合成活化面積來提高生產率。微藻增長率平均為干重98g/m2/d，高峰值時可達174g/m2/d，超過以往實驗室的增長率。（二）國內現狀2006年，清華大學生物技術研究所將酯交換反應技術與異養轉化細胞工程技術整合，提出了利用細胞工程技術獲得大量異養藻

26、油、再利用異養藻油制備出高質量生物柴油的方法。研究結果表明，利用異養藻油脂通過酸催化的酯交換反應可獲得與傳統柴油相當的生物柴油，其應用價值更高。項目的技術路線及理論成果已經經過國際權威雜志組織專家審查，并于發表在該領域權威雜志Bioresource Technology上。項目成果的應用技術部分已經申請和獲得國家3項發明專利。由于該技術采用的是異養養殖微藻，培養基需要占用大量成本，目前在工業化養殖成本上難以獲得較大突破。2008年5月，中科院海洋研究所與山東省花生研究所共同承擔的、以海洋藻類為原料生產生物柴油的關鍵技術及創新材料的研究項目，通過青島市科技局組織的驗收。該項目于2005年申請并得

27、到資助，經過兩年來的努力，建立了化學法和脂肪酶法生產生物柴油關鍵技術與工藝路線，生物柴油的得率達到98%以上，甘油純度達到分析純標準，生物柴油各項指標優于國家現行的生物柴油標準GB/T20828-2007，達到德國生物柴油標準。海洋所研究人員收集獲得了4份含油量超過28%的藻類材料，并準備嘗試采用更低廉的海藻，以提高這項技術的經濟性。山東省花生研究所負責這項技術的產業化推廣工作，已經完成了小試、中試試驗，并已向北京、上海、湖北武漢、湖南長沙、河北廊坊和山東9家公司轉讓，實現了產業化。合作雙方已全面完成了計劃任務書規定的研究內容與研究目標，已取得一批具有自主知識產權的成果。目前，該研究制備生物柴

28、油的原料，采用的是花生油，而并非微藻油脂；而在微藻柴油方向，僅限于收集了4株含油藻，并未進一步的對含油藻的油脂提取，生物柴油制備等進行更深入的開發。2008年5月17日，中科院高技術局、生物局與中石化石油化工科學研究院聯合組織召開了“微藻生物柴油技術研討會”，并決定成立工作組，研究制定微藻生物柴油技術發展路線圖，在中科院與中石化戰略框架協議下，積極開展微藻生物柴油技術相關方面的合作。2008年6月，廈門大學生命科學學院進行開發利用可再生鹽藻生物質能源的科研項目，提出以鹽藻為原料生產生物柴油。該技術已進入推介合作實現產業化階段。科研人員已經從國內外收集多種鹽藻藻種（株），并對鹽藻進行了系列誘變，

29、分別獲得了高產-胡蘿卜素、耐高溫、耐低溫以及高脂含量的鹽藻突變株。經過實驗室研究及露天小規模試驗，他們已經基本掌握了海水處理、海水露天養殖鹽藻的工藝路線，并采用特異催化熱解工藝生產生物柴油項目成果已申請鹽藻優秀藻種和熱解產能工藝技術等國家專利4項。從2007年10月11日起新奧集團先后投入300萬元，建成850平米的實驗室；投入100萬元建成1000平米國內一流的陽光大棚，用于微藻的中試放大養殖；投入400萬元建成一個600平米的微藻回收、油脂提取、生物柴油制備、厭氧發酵中試工藝車間。預計在2009年，新奧集團投入1000萬元建設生物能源實驗室將落成，建成以后，新奧將擁有3000平米國際一流的

30、生物能源實驗室。新奧集團從2007年10月11日開始啟動微藻生物能源的開發，為了迅速趕超國外先進水平，集中人力、物力進行開發，短期內打通了微藻生物能源的工藝，隨即啟動了中試工藝的開發工作。在微藻篩選及基因工程改造方面，優良的藻種是微藻生物能源產業化的前提。前期，新奧與中科院青島海洋所建立了合作關系，進行微藻篩選的工作，現在工作已經初見成效，初步篩選得到了13株含油率超過25%的微藻，正在進一步進行放大及調試；同時，我們也從國外購買了11株高含油率的微藻，用于前期實驗室的研發工作，其中有3株具有較高的工業開發潛力；采用紫外誘變、EMS誘變、高溫強光誘變等手段，完成了1株藻對病蟲害、溫度等耐受性的

31、提高；初步建立了微藻基因工程方法，正在通過克隆表達光合作用關鍵酶提高微藻光合作用效率。光反應器設計建造方面：自主設計建造了8套不同形式的光反應器，用于不同的微藻、不同地域的微藻養殖，已經申請相關專利12項。在工藝放大方面：為了加快研發進程，在打通實驗室工藝流程的基礎上，新奧在進一步加強實驗室的研發的同時，啟動中試工藝放大的開發。2008年8月新奧完成中試基地建設，并實現微藻生物能源的中試放大，打通中試生產工藝，養殖濃度，生產效率達到國際先進水平。五、微藻制備生物柴油的技術經濟性經濟比較分析發現，從目前的條件看，含油量55的微藻生物柴油生產需要低于340美元/ton的生產成本才能與100美元/桶

32、的石油經濟效益相當。而目前的微藻生產成本約為3 000美元/ton(不包括微藻蛋白等其他產物的利用)。因此，降低生產成本是目前微藻生物柴油開發的基本要求，也是微藻生物柴油各環節研究發展的主要約束條件。現在廣泛用于生產生物柴油的大豆、棕櫚等油料作物的含油量不足其全部生物量的5%，而微藻含油率最高可達其干重的80%以上，一般也在20%50%之間；傳統油料作物的產能遠遠低于需求，比如產率最高的作物之一油棕櫚，每公頃產油僅5950升，但是美國一年就要消耗近5.3億個立方。假如全部由棕櫚提供，那么至少需要1.11億公頃土地，將近全美所有耕地的61%；換作干重含油率為30%的微藻，每公頃可產油123個立方

33、，除去維護時間，平均產油98.4立方，僅需要占地5400萬公頃便可滿足美國年消耗量，相當于全美耕地的3%。即使微藻干重含油率為15%，也仍然具有可行性。三是補充對下一步工作建議部分的內容。24附件1 ：新奧微藻養殖及中試基地微藻生物能源中試基地附件2 清華大學的研究成果目前，清華大學課題組正在全力開展利用微藻光合作用結合異養發酵吸收二氧化碳、減排與生物燃料生產結合的研究和建立中試基地的工作。1988-1990年清華大學吳慶余教授在美國Challenger研究基金的資助下，赴美國William Paterson University應用科學研究中心專門從事小球藻異養轉化、培養和相關代謝研究，回國

34、后用帶回的藻種繼續進行熱解產烴等生物能源研究，他們在的小球藻細胞的異養轉化、培養、和能源利用的長期（17年）的研究中，獲得了高油脂化合物含量的兼性異養小球藻株系，即在微藻的培養液中添加葡萄糖等有機碳源，同時調整氮源供應，改變其營養代謝途徑，進入異養代謝的小球藻細胞葉綠素消失，細胞由綠變黃，細胞內的油脂含量最高可達細胞干重的50-60%，是自養細胞的3-4倍。通過對自養小球藻和異養小球藻的熱解產烴研究證實，綠色自養藻細胞經過異養黃化過程的轉化，其產烴量和產烴效率顯著提高，異養藻熱解飽和烴的產率是相同溫度階段綠色自養藻的32倍。“十五”期，他們在國際上首次提出了利用小球藻細胞異養轉化制備生物柴油的

35、新思路，通過小球藻細胞的異養發酵成功地獲得了制備生物柴油的的原料油，這種利用異養藻發酵制備生物柴油的新技術獲得了多項國家發明專利。由于小球藻的異養發酵需要消耗大量的有機碳源（葡萄糖或淀粉水解液等）。目前實現該技術產業化的最大問題是如何降低成本的問題。在微藻生物能源領域已經發表的論文（34篇）和申請的專利（8項）目錄：1. Wu Qingyu, Sheng Guoging and Fu Jiamo, 1989, Components of natural gas resulting from thermal degradation of blue-green alga. Journal of A

36、pplied Phycology, Vol.1, No. 4. 285-287.2. 吳慶余等,1992,長鏈正烷烴在浮游硅藻中的發現,科學通報，37卷第24期。2266-2269頁。3. Wu Qingyu, et al., 1992, A Comparative Study of Gases Generated from Simulated Thermal Degradation of Autotrophic and Heterotrophic Chlorella. Progress In Natural ScienceVol. 2, No. 4. 311-318.4. 吳慶余,章 冰。1

37、993,藻類熱解產烴與油氣成因研究。南京大學學報第5卷,第2期。243-351頁。5. Wu Qingyu, et al., 1993, Distribution and comparison of steranes from blue-green algae under different simulated conditions. Science in China. Vol.36, No.7. 872-879.6. Bing Zhang and Qingyu Wu, 1994, Influences of bacterial degradation on gases generated b

38、y pyrolysis of heterotrophically yellowing algae. Chinese Science Bulletin, 39(23): 2018-2022.7. Wu Qingyu, YIN Shi, SHENG Guo-Qiang et al., 1994, New Discoveries in Study on Hydrocarbons From Thermal Degradation of Heterotrophically Yellowing Algae. Scince in China, Vol. 37, No.3. 326-335.8. Wu Qin

39、gyu, Zhang Bin and Neil G. Grant, 1996, High yield of hydrocarbon gases resulting from pyrolysis of yellow heterotrophic and bacterially degraded Chlorella protothecoides. Journal of Applied Phycology, Vol. 8, No. 3.181-184.9. 吳慶余、宋一濤、盛國英、傅家謨，1997，微生物成烴的分子有機地球化學研究。中國自然科學基金, 11(2): 97-104.10. Qingyu

40、Wu, Bin Zhang, Yitao Song, Guoying Sheng and Jiamo Fu, 1998, Effects of hydrolysis and bacterial degradation in the cells on hydrocarbons and biomarkers generated by pyrolysis of green alga Chlorella protothecoides. Chinese Science Bulletin, 43: 749-753.11. Qingyu Wu, 1998, Study of molecular organi

41、c geochemistry on hydrocarbons origination from microbiology. Scientific Foundation in China. 6: 50-54.12. Qingyu Wu, Ruiyong Wang, Junbiao Dai, Yitao Song and Shiraiwa Yoshihiro, 1999, Hydrocarbons pyrolysed from nannoplanktonic algae: An experimental organism system for study on the origin of petr

42、oleum and natural gas. Chinese Science Bulletin, 44: 767-76813. Wu Qingyu, Junbiao Dai, Yoshihiro Shiraiwa , Guoying Sheng and Jiamo Fu, 1999, A renewable energy source hydrocarbon gases resulting from pyrolysis of the marine nanoplanktonic alga Emiliania huxleyi. Journal of Applied Phycology, 11: 1

43、47-152.14. Qingyu Wu, Yoshihiro Shiraiwa, Guoying Sheng and Jiamo Fu, 1999, Hydrocarbons resulting from pyrolysis of the marine coccolithophores Emiliania huxleyi and Gephyrocapsa oceanica. Marine Biotechnology, 1: 346-352. 15. Wang Ruiyong, Wu Qingyu et al., 1999, Identification of long chain isopr

44、eoied hydrocarbons from pyrolytic production of Dunaliella. Chinese Science Bulletin, 44: 1700-1704.16. Weimin Peng, Qingyu Wu & Pingguan Tu, 2000, Effects of temperature and holding time on production of renewable fuels from pyrolysis of Chlorella protothecoides. Journal of Applied Phycology, 1

45、2: 147-152.17. Zhou Wen, Wang Ruiyong, Wu Qingyu, 2000, Retene in pyrolysates of algal ad bacterial organic matter. Organic Geochemistry. 31: 757-762.18. Zhou Wen and Wu Qingyu, 2000, Carbon isotopic values of individual N-alkanes in pyrolysates algae. Chinese Joural of Geochemistry. 19: 181-185.19.

46、 Weimin Peng, Qingyu Wu and Pingguan Tu, 2001, Pyrolytic characteristics of heterotrophic Chlorella protothecoides for renewable bio-fuel production. Journal of Applied Phycology. 13: 5-12.20. Weimin Peng, Qingyu Wu, Pingguan Tu and Nanming Zhao, 2001, Pyrolytic characteristics of microalgae as rene

47、wable energy source determined by thermogravimetric analysis. Bioresource Technology, 77: 1-7.21. Miao Xiaoling and Wu Qingyu, 2002, Inorganic carbon utilization in some marine phytoplankton species. Acta Botanica Sinica, 44: 395-399.22. Qingyu Wu and Xiaoling Miao, 2003, Renewable energy from pyrol

48、ysis of marine and freshwater algae. Marine Biotechnology, 9: 111-125.23. Xiaoling Miao and Qingyu Wu, 2003, Algal biomass for renewable bioenergy application. Renewable Energy (a Chinese journal), 10: 13-16.24. Xiaoling Miao, Qingyu Wu, 2004, Fast pyrolysis of microalgae to produce renewable fuels.

49、 Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 71: 855-863.25. Xiaoling Miao, Qingyu Wu, 2004, High yield bio-oil production from Fast pyrolysis by metabolic controlling of Chlorella protothecoides. Journal of Biotechnology. 110：85-93.26. Xiaoling Miao and Qingyu Wu, 2003, Heterotrophic transformatio

50、n of algae for renewable biofuel productuin. Renewable Energy (a Chinese journal),4: 41-44.27. Jiao Wen Tang, Qingyu Wu, Hong Wei Hao, Yifang Chen, Minsheng Wu, 2004, Effect of 1.7MHz ultrasound on a gas-vacuolate cyanobacterium and a gas- vacuole negative cyanobacterium. Colloids and Surfaces B: Bi

51、ointerfaces, 36（2004）115-121.28. Xiaoling Miao, Qingyu Wu, 2006, Biodiesel production from heterotrophic microalgal oil. Bioresource Technology, 97: 841-846.29. Han Xu and Qingyu Wu，2006, High quality biodiesel production from a microalgae Chlorella protothecoides by heterotrophic growth in fermenters. Journal of Biotechnology, 126: 499-507.30. Xiufeng Li, Han Xu, Qingyu Wu，2007，Large-scale biodiesel production from microalga Chlorella protothecoids through heterotrophic cultivation in bioreactors. Biotechnology and Bioengineering, 98(4):764-771.31. Miao, X. and Wu, Q. (2007)