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微藻生物柴油技術

1 成果簡介原料油脂費用占生物柴油生產成本的 80％以上，目前原料油脂價格高居不下并不斷上漲，制約了生物柴油產業化和商業化。國內外生產生物柴油的主要原料是大豆油、菜籽油、花生油、棕櫚油、地溝油等。它們與農業爭地，與食品及飼料爭原料，單位生物量的產油率低，生產周期長，消耗大量的水資源、化肥和能源。清華大學發明了微藻異養發酵生產生物柴油的新技術，其技術特征在于：通過對一種特別藻株特殊品系的篩選和代謝途徑的改變，Chlorella protothecoides 0710 strain 由光合自養轉變為化能異養，細胞由綠變黃，生長繁殖更快，油脂含量提高 3－4 倍，達細胞干重的 61％以上。又將工業界成熟的發酵技術應用于高油脂異養微藻的生產，進一步提高發酵規模和細胞密度，現細胞發酵密度超過了 100 g/L，獲取了大量異養干藻粉后提取油脂，經轉酯化反應生成了高質量的生物柴油。該技術的創新點：（ 1）發明了微藻異養發酵生產生物柴油新技術，打通了以糖、淀粉、有機廢水、二氧圖1 吉化工程新型塔及常規塔運行外觀圖2 慶陽石化工程新型塔（左側）及常規塔（右側）運行外觀化碳等為原料、工業自動化條件下高效生產生物柴油的新途徑；（ 2）異養藻細胞發酵產量和油脂含量不斷創造新高（細胞干重 100 g/L，含油量 60％），提高了該技術工業化生產的經濟性。（ 3）在發酵前引入利用 CO2和光合作用來減少糖或淀粉的消耗，降低成本同時減少溫室氣體的排放。該技術獲 3 項國家發明專利和 2007 年全國發明大會獎。2 應用說明應用目標：與有實力的企業界合作，在工業化規模上進一步降低微藻發酵過程的成本，實現該技術的商業化運作。主要生產原料為以下 4 類之一：（ 1）二氧化碳；（ 2）甜高粱、甘蔗等糖質原料；（ 3）或木薯、玉米等淀粉質原料；（ 4）或含糖有機廢水等。生產設備：微藻培養池、光生物反應器、工業發酵設備及廠房為主。生產消耗：電能、蒸汽等（無污染等環境問題）。產品應用：微藻生物柴油質量好，應用范圍與目前市場上銷售的柴油完全相同。投資風險：本技術創新性強，沒有前人的實踐、范例和經驗；通過工業化和規模化來實現進一步降低成本的目標；高技術、高投入、預期高回報的同時也存在投資風險。圖 1 流程圖3 應用說明中國境內的生物柴油能源市場等。4 效益分析全世界油脂價格和液體燃料價格瘋狂上漲，對世界經濟、政治和國家安全等產生重大影響。實現本技術商業化運作的經濟效益和社會效益巨大。5 合作方式雙方共同合作，在工業化規模上進一步降低微藻發酵過程的成本，實現該技術的商業化運作。6 所屬行業領域能源環境。

清華大學 2021-04-13

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