微藻直接生成生物燃料產品

這一工藝因為減少了加工過程中的操作步驟，而降低了成本，生產工藝也與提取微藻油脂生產生物燃料，特別是生物柴油有很大的不同。

主要產品是：乙醇、烷烴類和氫氣。

1 乙醇

Chlorella volgaris 和Chlamydomonas preigranulata 等藻類可以通過厭氧發酵淀粉類生物質生成乙醇或者其他醇類。微藻可在光合作用過程中生產、貯藏淀粉，也可以直接在培養基中添加蔗糖，在黑暗條件下，通過厭氧發酵，將這些貯藏的碳源轉化為醇類。如果微藻產生的醇類為細胞外分泌，可以直接從培養基中提取，大大節省了成本和生產中消耗的能量，省去濃縮收集微藻的步驟。

這一過程通常使用密閉的光合生物反應器，使用海水培養耐高溫、高鹽和高醇度的藍細菌，代謝產生的乙醇可直接分泌到培養基中。產量大約為每年每英畝4000-6000 加侖乙醇（322,128-483,191 升/年*公頃），在未來的三四年中，通過技術提高，有望達到10000 加侖乙醇/年*英畝（805,319 升/年*公頃）。理論上估計一噸二氧化碳可以轉化為60-70 加侖（227-265 升）乙醇，根據這一產率，捕獲二氧化碳的成本價格非常關鍵，要想具有市場競爭優勢需控制在10 美元/噸。

實現這一技術的商業化應用還需要對過程工藝和系統工藝進行大規模改進，提高能效。通過代謝途徑的基因工程改造、代謝流分析、基因組學工具等構建可商業化應用的藻種。

除了乙醇外，還可以生產甲醇、丁醇等，生產工藝類似。

2 烷烴

烷烴以可以通過微藻厭氧發酵途徑產生，理論上，產生的烷烴可以直接分泌到胞外，并進行回收，但實際上還是需要經過微藻的脫水和提取才能回收需要的烷烴。工藝通常采用密閉的塑料管道培養器，不需要陽光，異養培養。

異養培養與典型的光合自養培養技術相比有許多優點：首先，微藻在暗中比在陽光下會產生更多的烷烴，因為光合作用途徑被抑制，而將糖分轉化為烷烴的代謝途徑活性增大。其次，微藻生長速率增加。因為不需要顧及太陽光透射率，培養液中微藻密度可以大大提高，也使得脫水工藝更為高效。

與微生物發酵纖維素材料產生物燃料相比，微藻轉化纖維素材料生產生物燃料有特殊的優點。在木質纖維素生物質預處理、酶解后，會產生一些有毒物質如醋酸鹽、呋喃和木質素單體。其它工藝中，要在轉化步驟之前除去這些有毒物質，但是微藻可以耐受這些化合物的存在，因此可省去這一步驟，降低成本。

3 氫氣

微藻產氫工藝近來受到關注，根據產氫途徑的不同，這一技術可分為：直接生物光解產氫、間接生物光解產氫、光發酵和暗發酵四種。目前面臨的問題有：質子梯度累積對光合作用合成氫氣的限制，二氧化碳對光合氫氣的競爭性抑制等。

微藻產氫工藝的發展不僅依賴于技術的發展，如通過基因工程的方法提高微藻光合作用效率和光合生物反應器的提高。還需要考慮經濟發展、社會接受程度和全國氫氣基礎設施的建設發展。