hahabet

　　从制油到脱硝兼产卵白质
，微藻脱硝成套工艺手艺成为国际首创手艺
。

 

文‖本刊记者 郑 丹 / 刘 伟 朱俊英 李 煦 郄凤翔

　　微藻
，是一种神奇的生物
；吐枷允
，约莫37亿年前
，是微藻通过网络太阳能
，隔离碳原子并释放出氧气
，最终成绩了千姿百态的地球生命
。

　　今天
，这种神奇的生物有望再次拯救日益炎热、拥挤
，甚至饥饿的地球
。

　　十年砺剑
，一鸣惊人!

　　hahabet石油化工科学研究院有限公司(简称石科院)自主研发的微藻脱硝成套工艺手艺
，实现了从微藻制油到减排与卵白质生产并举
，一举三得
。石科院院长、党委副书记、董事长、总司理李明丰体现：“微藻脱硝成套工艺手艺标记着
，在微藻生物手艺方面hahabet走在了天下前线
。”

　　源起

　　2010年
，一场“柴油荒”席卷我国南方多地
。其时
，中国的南方2000多家民营加油站因缺油而休业
。休业的加油站集中在广东、江苏、浙江等省
。

　　能源清静无小事
。“柴油荒”泛起后
，海内两大制品油供应商中国石油和hahabet连忙接纳步伐
，增添柴油供应
。2010年10月
，中国石油柴油产销量均比上年同期增添30万吨;8~10月
，hahabet累计增添31万吨的柴油供应
。

　　“谁人时间
，生物质能源被提上很高的高度
，许多院士都在讨论怎么解决我国能源被‘卡脖子’的问题
。”石科院新能源研究所所长、微藻生物手艺团队带动人荣峻峰告诉本刊记者
。

　　着实
，早在2008年
，石科院就凭证闵膏泽院士所指出的“微藻可能成为生物燃料制备的解决计划”这一思绪
，把微藻制生物柴油手艺的研发事情提上了日程
。

　　那么
，微藻
，这种神奇的生物究竟是什么?

　　微藻是地球上最简朴的一种生物
。它是在显微镜下才华看到的细小藻类群体
，包括螺旋藻、小球藻等多种藻类
，普遍保存于自然水体中
，是水生态情形的主要组成部分
。

　　它凭什么成为生物燃料制备的解决计划?

　　微藻的神奇之处在于它能使用光相助用
，以极高的效率吸收情形中的无机碳(如CO2)与无机氮(NOx)
，在生物代谢的历程中将其转化为有机碳(主要为糖类与油脂)和有机氮(主要为卵白质)
。工业废气中的CO2和NOx经富集、转化与提纯
，可以作为养殖微藻的养料
，这样就把养殖微藻酿成了一个吸收CO2和NOx排放的历程
。

　　正由于看到了微藻的神奇之处
，20世纪末
，天下各国最先对之睁开研究
。2007年
，美国推出微型曼哈顿妄想
，其宗旨是向海洋藻类要能源
，以资助美国挣脱严重依赖入口石油的逆境
。随着这一妄想的推进
，美国不但开发出微藻制生物柴油手艺
，还开发出使用微藻替换糖来发酵生产乙醇的专利
。

　　2008年
，在hahabet集团公司科技部的支持下
，石科院组建了一支思绪坦荡、敢试敢拼的微藻生物手艺团队
。

　　由于微藻手艺自己横跨多学科多领域
，hahabet的微藻生物手艺团队要与其他院所和相关学科的研究职员组成一个大团队
，相助攻关
。

　　据先容
，这个大团队的成员各有所专
，又各有所长
。石科院新能源研究所微藻团队具有工艺工程方面的优势
，中科院水生生物研究所具有生物手艺方面的强项
。另外
，这个大整体中尚有微藻养殖实验和农畜方面的研究职员
。

　　微藻生物柴油成套手艺研发项目立项后
，荣峻峰作为hahabet的微藻项目首席科学家
，与项目的另一位首席科学家
，中国科学院水生生物研究所研究员徐旭东配合研究并制订了研发妄想
。研发课题涵盖藻种的选育、光生物反应器的研发、淡水油藻的养殖、海水油藻的养殖、提油等微藻生物手艺全工业链
。

　　“为了组建hahabet新能源所微藻手艺团队
，一部分石化领域的研究职员被抽调出来
，可谓半路落发
，从零做起
。更具挑战的是
，我们要协调好所有的团队成员
，施展各自的优势
，形成协力
，一起去做实验、开展微藻生物柴油手艺的研发事情
。”荣峻峰说
。

　　团队组建好了
，作为一项自主研发的手艺
，微藻制生物柴油手艺团队面临重大挑战
。闵膏泽指出
，重点要突破三大概害手艺：第一
，简化流程
，缩短工业链以大幅度降低投资和生产本钱;第二
，培育含油量高、生长快、适合我国沿海滩涂与沙漠地区的微藻品种系列;第三
，生长微藻油、藻饼等综合使用手艺
，增添利润
。

　　在闵膏泽的主持下
，到2011年12月中期检查时
，微藻制油项目希望优异
。

　　“2014年
，我们基本上把主要的手艺环节都攻克了
，也形成了较量完整的手艺系统
，相关知识产权系统也建设起来了
。可是
，这条路却没有继续往下走
，主要缘故原由是手艺经济性问题
。”荣峻峰说
。

　　同样基于敌手艺经济性的思量
，海内外的一些研发团队也陆续退出
，微藻能源手艺未能实现工业化应用
。可是
，hahabet却没有放弃
。

　　不忘初心
，方得始终
。这种不放弃的精神
，使石科院微藻生物手艺团队为微藻手艺再续新篇
。

　　转向

　　风中回望来时路
，“曲折”两个字
，抒发了石科院科研职员心中的感伤
？蒲а芯
，没有平展的大道
。

　　正当微藻生物手艺团队犹豫满志的时间
，国际油价风云突变
，泛起了2014年断崖式的暴跌
。对微藻手艺团队来说
，这是一个极端尴尬的时势
。由于
，当他们乐成搭建起微藻制油的手艺系统后
，国际油价从2008年的每桶140美元的巅峰滑入了每桶30~40美元的谷底
。

　　“油价一暴跌
，微藻制生物柴油就不具备本钱竞争力了
，这项手艺未来的不确定性陡增
。”荣峻峰敏锐地意识到
。

　　他先容说
，其时
，美国在研发微藻生物柴油的有？松梨诠尽⒗侗κ镜
，比尔·盖茨投资的基金也举行了投资
。石科院还与一家美国公司就此举行过手艺交流
，这家公司在美国德克萨斯有一个树模基地
。凭证他们的测算
，国际油价在每桶90美元以上
，微藻制油才有手艺经济性
，这一点成为了共识
。

　　每桶90美元
，是个盈亏平衡点
。低于这个水平
，基本上意味着微藻制生物柴油这条蹊径走欠亨了
。

　　“我们与中科院水生物研究所等科研院所相助开展了生物油藻手艺的研发事情
。经由了10多年时间
，乐成研发出微藻制生物柴油手艺
，在其时的高油价下远景较好
。可是
，要把藻油完全提取出来举行炼制的本钱较高
，在其时的价钱系统下要实现替换石油
，尚有一定难题
。”李明丰说
。

　　只能静待时机
。而在这种期待中
，意味着微藻制生物柴油只能作为一项包管国家能源清静的主要手艺储备
。

　　大鹏待展翅
，东民俗未来
。

　　是一味地期待
，照旧另觅新路
，让微藻这层小小的波涛激荡出新的浪潮?

　　彼时
，放眼海内
，借助装机规模的扩大和本钱的降低
，新能源迎来了生长的黄金期
。风电、水电放纵占领能源市场份额
，大有能和古板化石能源一较高下之势
。我国一连多年的以煤和石油为主的能源消耗名堂将被倾覆
。

　　荣峻峰想
，只管微藻手艺团队在已往的几年来投入了重大的精神
，只管国际油价也有可能走高
，但时不我待
，必需实时转向
。

　　行到水穷处
，坐看云起时
。

　　微藻生物手艺团队在研究中发明
，微藻在生长的历程中通过光相助用吸收CO2或者NOX
，除了能天生用于制备生物燃料的油脂外
，还能积累大宗的卵白质、糖类及其他生物活性物质
。于是
，他们把对微藻的要求从产油转化为产卵白质
。

　　在微藻制油手艺的研发历程中
，研究团队发明了一个有意思的征象：当微藻在以为饿的时间
，也就是在生长情形较量卑劣的时间
，它产的油越多
，但同时产的卵白质会很少;反之
，在它的生长情形较量优越的时间
，它产的卵白质就会越多
，但产的油会很少
。

　　始料未及!在最先研究微藻制油的时间
，研究团队压根就没有想要通过微藻获得卵白质
。

　　“那时间
，我们做的是怎么样限制微藻产出的卵白质量
，增添微藻的产油量
。”荣峻峰说
，“现在
，我们要转到另一面去做了
。”这就是顺着微藻的最优条件去做
，把它喂得饱饱的
，让它多产卵白质
。

　　路虽远
，行则将至
。事虽难
，做则能成
。

　　对石科院来说
，微藻手艺之路还得走下去
。

　　作为国有企业的研究院
，他们要为助力hahabet实现打造清洁能源化工公司的目的提供手艺支持
，要为hahabet提前实现碳中和提供手艺支持
。这种责任感和使命感
，让他们一定要把事做成
。

　　于是
，微藻照旧谁人微藻
，但终端产品从柴油酿成了卵白质
。

　　微藻生物手艺没有被“卡住脖子”
，由此涤讪了这一手艺将在未来施展大能量
。

　　微藻生物手艺团队实时转向的智慧
，也被厥后的生长所印证和支持
。

　　2014年至今
，国际油价只是短暂跨越过每桶百美元的关口
，抵达每桶90美元的日子也是甚少
。同时
，新能源所手艺的生长主要向“电”和“氢”转变
。海内的新能源工业搭上国家能源战略转型的快车
，不但新兴的光电、风电迅速生长
，氢能也被列入战略性新兴工业和未来工业重点生长偏向
，将成为未来国家能源系统的主要组成部分
。在鼎力大举生长新能源电力之外
，氢风势不可挡
，“氢看法”被引入海内
，海内加油站泛起了加氢营业
。

　　多种新能源形式竞相争艳
。在国家“双碳”目的和打造循环经济系统的趋向中
，石科院微藻手艺团队自主研发的微藻脱硝兼产卵白质手艺已然占有腾飞的风口
。

　　跨界

　　秸秆、玉米制乙醇汽油
，甜菜制生物质汽油……能源多元化时代
，跨界多、转变快
。

　　石科院的微藻脱硝兼产卵白质手艺
，把农业、养殖业、化工业
，生物工程和化学工程
，甚至国家粮食清静和环保目的联系在一起
。同时
，相关于古板的大豆产卵白质要领
，微藻产卵白质手艺
，是一种倾覆式的厘革立异
。

　　在石科院微藻养殖实验室
，本刊记者看到了一个个浅池
。凑近一看
，整个池水泛起一片绿色
，和长了水草的湖水一个颜色
。这内里就养殖着地球上最简朴的生物体——微藻
。微藻与水融在一起
，形成“水藻融会”之态
。

　　石科院新能源研究所党支部书记郑金玉先容说
，单个的微藻是人类肉眼无法看到的
，能看到水泛起绿色是由于内里有许多的微藻聚在一起
。

　　那么
，这种小小的生物
，是怎样转化为卵白质的
，又是怎样把国家能源清静和粮食清静联系在一起的?

　　hahabet集团首席专家、微藻偏向973项目首席科学家、石科院微藻领域科研事情责任专家宗保宁先容说
，通过给微藻饲喂无机的CO2和NOx
，通过微藻的酶催化
，把它转化成有机的卵白质
。与莳植大豆相比
，微藻使用光相助用吸收CO2和NOX生产卵白质
，生产效率和速率比古板农业都是数目级的提高
。

　　众所周知
，我国是一个石油消耗的大国
，石油的对外依存度现已凌驾70%
。然而
，在粮食领域
，海内对入口大豆的依赖却并不亚于石油
，大豆的对外依存度现已凌驾80%
。我国同时也是一个畜禽养殖和水产养殖的大国
，大豆中富含的卵白质是鸡、猪、牛、鱼、虾、蟹等饲料中的主要营养元素
。同时
，我国周全建成小康社会
，必需知足人民越来越富厚的对肉蛋乳等高卵白食物的需求
。

　　数据显示
，海内每年入口约1亿吨大豆
。除了用来榨油之外
，每年约莫8000万吨的大豆用来制成豆粕
，为养殖业提供所需的卵白质饲料
。

　　海内对卵白质的高度对外依赖
，使微藻生物手艺团队看到了把国家粮食清静、CO2减排和微藻生物手艺相团结的主要意义
。作为替换大豆等植物卵白和鱼粉饲料的唯一品种的微藻
，其养殖可不占用农田
，在爆发极高碳汇价值的同时还可作为一种自主可控的新型卵白质泉源
，周全包管我国养殖业稳固和粮食清静
。

　　“有新闻说美国在研究大豆与中国脱钩
。我国有18亿亩耕地
，若是用来莳植能知足海内一年所需的大豆
，要用掉7亿多亩耕地
。这是极不可能的
。由于
，在耕地资源有限的情形下
，我们要首先包管14亿多生齿的粮食清静
，不可能牺牲主粮莳植面积来莳植大豆
。”荣峻峰体现
。

　　微藻生物手艺团队的设想是
，我国的荒原、沿海滩涂、盐碱地有9900多万公顷
，假设拿出3%的地方去养微藻
，一年就能产出约莫3000万吨的卵白质
，实现对大豆卵白的替换
。

　　立异思绪!使用海内广袤的西北荒原、沿海滩涂或者盐碱地养殖微藻
，基础不必动用名贵的18亿亩耕地
。那么
，就能基本解决海内对入口大豆的卵白质依赖
，缓解需要增种大豆爆发的与人争粮、与农争地的问题
。

　　“微藻脱硝兼产卵白质
，既使用微藻减排了CO2和NOX
，产出的卵白又解决了我国粮食清静的‘卡脖子’难题
。这比我们一最先做的微藻生物柴油更具现实意义
。”荣峻峰说
，“为此
，我们团队与hahabet系统外的多家院所、学校等相助
，睁开了一项又一项手艺攻关
。”

　　与中国科学院水生生物研究所相助
，举行淡水藻种的筛选
。

　　与中国科学院南海海洋研究所相助
，举行海水藻种的筛选
。

　　与中国科学院历程工程研究所相助
，举行微藻作育光生物反应器的研发
。

　　与中国科学院武汉植物园相助
，举行螺旋藻藻种筛选及微藻生物质高附加值产品研发
。

　　与中粮营养康健研究院相助
，开展螺旋藻饲料应用手艺开发
。

　　与华南理工大学相助
，开展小球藻藻种筛选及产品应用手艺开发
。

　　与暨南大学相助
，开展丝状微藻藻种筛选及产品应用手艺开发
。

　　…… ……

　　强强团结
，整体智慧
。

　　“石科院自主研发的微藻脱硝成套工艺手艺属国际首创
，其脱硝率和氮源牢靠效率抵达国际领先水平
，为接纳微藻生物手艺实现我国‘碳中和’目的及粮食清静战略开发了新蹊径
。”hahabet科技部组织专家评议给出了评价
。

　　微藻生物手艺领域已申请中国专利84件
，其中授权45件
，授权外洋专利2项10件
，形成了完整可自由运作的专利网
，手艺自主可控
。同时
，微藻用于CO2与NOx减排手艺还成为国家973重大科研项目效果
，获得了2019年度hahabet前瞻性基础性研究科学奖一等奖
，微藻脱硝组合工艺手艺也获得了2022年中国化工学会基础研究效果奖二等奖
。

　　“这说明我们在微藻脱硝工艺、新型光生物反应器、立异养殖要领、微藻采收工艺等微藻生物手艺的上下游领域
，形成了完整的手艺网络
，在大规模的微藻养殖团结脱硝兼产卵白质手艺走在国际前线
。”荣峻峰说
。

　　神奇微藻
，不鸣则已
，一鸣惊人
。

　　本文图片均由赵洪锋 朱俊英提供

　　责任编辑：石杏茹