我國微藻固定煙氣CO2潛力時空格局分析

萬偉華，程 軍,郭王彪,3

(1.廣東省環境科學研究院，廣東 廣州 510045；2.浙江大學 能源清潔利用國家重點實驗室，浙江 杭州 310027；3.Microbial Sciences Institute,Department of Microbial Pathogenesis,Yale University,Connecticut New Haven 06511)

0 引 言

煙氣CO2排放嚴重已是全球性的問題，2017年空氣中溫室氣體濃度已達到407×10-6[1]。全球年平均氣溫比工業化前增加了1.1 ℃。習近平總書記在第七十五屆聯合國大會上指出，中國將提高國家自主貢獻力度，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和[2]。燃煤電廠和煤化工廠煙氣是我國CO2排放的重要來源。2019年我國CO2排放量達到100 億t，其中約60 億t來自于燃煤電廠煙氣CO2，約5億t來自于煤化工煙氣CO2[3-4]。為踐行我國“碳中和”戰略，燃煤電廠和煤化工廠煙氣是我國CO2減排的攻堅重點。

微藻是一種種類繁多的光合微生物群體[5-6]，其生物質生長速率快，易于大規模養殖。微藻細胞中碳含量約為50%，理論上培養1 t微藻可固定1.83 tCO2，全球約1/3的CO2固定量可歸功于藻類[7-8]。因此，利用煙氣中的CO2作為碳源來培養微藻是減少煙氣CO2排放的一種可行的替代方法[9-10]。

當前，微藻固定煤化工或燃煤煙氣CO2的研究如火如荼[11]。微藻固定煙氣CO2技術是溫室氣體控制領域的國際前沿研究熱點和高技術競爭焦點，對我國發展低碳經濟和節能減排具有重要意義[12-13]。該技術通過微藻細胞的高效光合作用將捕集后的煙氣CO2轉化為蛋白質、碳水化合物、油脂和色素等高附加值產品。利用燃煤電廠和煤化工廠煙道廢氣及其他工業尾氣中的CO2為無機碳源，并利用市政廢水和工農業生產廢水為營養源(提供N,P 等營養源)進行低成本微藻培養，可實現CO2減排和生物質生成的雙重目的。……