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微藻產業前景廣闊,沙漠可變糧倉

作者:管理員 發表時間:2019-04-12 09:24:50 閱讀: 1236

微藻是一類在陸地、海洋分布廣泛,營養豐富、光合利用度高的自養植物,細胞代謝產生的多糖、蛋白質、色素等,使其在食品、醫藥、基因工程、液體燃料等領域具有很好的開發前景。

微藻產業是海洋農業。地球上水面面積占了地球總面積的70%多,每一滴水都可以養微藻。微藻是個體微小的藻類,生長快、產量高、營養價值高,占植物界物種數量的50%左右。微藻適應各種生長環境,是人類的重要糧庫、藥庫,是所有海洋動物的食物源。

微藻還能夠凈化水質、凈化空氣,它能把陸地上流到海洋中的氮磷以及一些污染物吸收,并且通過光合作用把空氣中的二氧化碳轉化成有機物,釋放出氧氣。

因此,微藻產業優勢巨大,首先微藻產量高,每畝年產量可達15噸干粉,是作物糧食最高產量的10倍以上;其次微藻蘊含豐富的各種生物活性物質,開發潛力大:不飽和脂肪酸(DHAEPA)和蛋白質含量普遍高,天然色素種類多。再者發展微藻產業可以支撐和帶動水產育苗和養殖業、生物制藥產業、保健食品產業、食品產業、天然色素、禽畜養殖業、藻類深加工產業等相關產業發展,市場潛力巨大。

未來可讓沙漠變糧倉

今年兩會期間,有記者采訪了全國人大代表、魯東大學教授-鄒寧,作為著名海洋生物學家-曾呈奎院士的得意門生,鄒寧在光生物反應器研究上攻克了放大和成本的世界性難題,并在全球首次發現了微擬球藻抑制物,至今保持著微藻自養培養細胞密度和產量兩項世界最高紀錄。他告訴記者,他的夢想是讓海水變良田,沙漠變糧倉。

在沙漠里難以種植農作物,但可以養藻,因為藻是在封閉的系統里,在塑料袋、玻璃缸里水基本跑不出來,等藻類養大了,拿出來通過離心機將藻離出來后,水可以循環再用,水的散失比種植物要少得多。

沙漠養藻具有獨特優勢,因為沙漠的光照好、溫差大,且陰天少,一年四季都可以生產,所以藻類的產量特別高。一旦能實現在沙漠里養海藻,那未來沙漠就真的能變糧倉。

而且養藻的效率要遠比其他種植物高,耕地種糧食一般一畝地的產量在一噸左右。但養藻達到一噸的產量很容易,目前有實驗數據已可達到畝產15噸,一畝地能生產15噸海藻干粉,是種植糧食產量的15倍。15噸干海藻粉就相當于15噸干面粉、玉米粉,這就是糧食。

鄒寧說:只要我們好好利用起來,沙漠就能變成糧倉。他建議,大力發展海洋科技,尤其重視微藻研究和產業化,為海洋牧場建設打下堅實的基礎,推動海洋經濟可持續、高質量發展,努力將海洋變成糧田,沙漠變糧倉。

地球固碳的主力軍

人類活動排放的二氧化碳等溫室氣體,導致了全球氣候變化和海洋酸化等重大環境和社會問題。因此,減少碳排放是阻止全球變暖的關鍵。

當前,全球各國對于碳排放問題越來越重視。《巴黎氣候協定》明確了將全球氣溫較工業化前水平的增幅控制在2°C以內,以此避免極地冰層融化和海平面上升的后果。但據全球碳項目科學家初步預計,2018年的全球碳排放增幅預計達到2.7%,較前年1.6%的增速進一步加快。

在自然界中,實現碳循環的途徑,主要是通過生物體生命過程中的光合作用完成生物固碳。然而,樹木、植物只能緩慢吸收大氣中的二氧化碳,受土地面積限制,其消納二氧化碳的總量與人類生產活動的排放量比,十分有限。

而微藻與農作物相比,具有光合速率高、繁殖快、環境適應性強,可調控以及可與其他工程技術集成等優點,可獲得高效、立體、高密度的培養。據數據顯示,每噸微藻生物約可固定2噸二氧化碳,且微藻培養過程可對點源排放的二氧化碳進行利用。

以微藻為代表的海洋浮游植物每年可固定全球二氧化碳固定量的40%,是當前地球固碳的主力軍

若大力發展微藻產業,可有效減少空氣中二氧化碳的含量,對緩解全球變暖問題具有顯著作用。

微藻產油有望滿足全國一半用油

在顯微鏡下,微藻就像一個油葫蘆,比油菜籽、花生的含油量高78倍,比玉米(1897, 17.00,0.90%)高十幾倍,海洋微藻制取生物柴油是目前國際新能源領域的新方向。有專家指出,我國鹽堿地面積達1.5億畝,如果用14%的鹽堿地培養微藻,在技術成熟的條件下,生產的柴油量就可滿足全國50%的用油需求。

藻類含有大量生物油脂,部分品種含油量達70%。它們的光合作用效率高,生長迅速,最多兩周就可以完成一個生長周期。研究表明,每公頃土地玉米年產油量只有120升,大豆(3310, -9.00, -0.27%)440升,而藻類可達1.5萬至8萬升,藻類將是非常有潛力的生物柴油來源。殼牌、雪佛龍等石油巨頭以及正致力于新能源開發的微軟董事長比爾·蓋茨,近兩年已投入巨資啟動微藻制油研發。

專家建議,利用微藻制取生物柴油,具有重要的政治、經濟、科學意義,國家對此應加大科技支持力度,使之上升為國家項目。微藻制油需要國家立項支持,科技部、發改委、財政部、能源局等部委在科技立項時,要向微藻制油傾斜,鼓勵相關企業開發微藻制油自動化設備,大力促進微藻制油產業化。

泰利能源致力于硅藻產業化應用

泰利旗下-兆凱生物工程研發中心也致力于硅藻的開放式規模化養殖,并形成了從開放式低成本硅藻養殖、硅藻收獲到硅藻生物油脂提取的一套完整工藝技術,該技術已處于世界領先水平。該領域帶頭人-王兆凱院士,是世界著名水產工程學家, 1995年當選為美國國家工程院院士。

硅藻作為微藻中的一類,大約含有1/3硅藻殼、1/3植物蛋白和1/3油脂,三者均具有很高的應用價值,可以推廣到曾因成本問題而無法應用的多個行業,如生物能源、生物材料、生物醫藥、飼料添加劑、食品添加劑等。

目前,兆凱生物研發中心的硅藻養殖年產量可達每公頃120噸(硅藻干粉)的水平,以取油脂按30%計算,可產生物油脂達3.6萬公升。且通過技術改進和優化,該產量還有提升空間。

而且硅藻殼的主要成分是二氧化硅(二氧化硅純度可達98.0%以上),具有強度高、韌性好、耐熱、耐化學腐蝕、隔音效果好等特點,是自然界獨一無二的純度極高的無機微納米材料,也是最佳微納生物平臺材料。

泰利能源目前也與各高校和研究所合作開展了針對硅藻的產業化應用的課題研究,且在一些工業應用領域取得了突破性進展。

硅藻產業是一個極其龐大的生態產業系統,它不僅是材料領域的一場革命,可滿足我國各種高、精、尖材料的需要,而且將在工業、農業、國防、醫藥、環保、糧食和能源安全等方面發揮巨大作用。

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