世界藻类生物燃料的市场战略评估

世界藻类生物燃料的市场战略评估

来源:中国新能源网

全球知名增长咨询公司Frost&Sullivan发表研究报告,认为随着全球经济的快速增长、化石能源的大量消耗,化石能源短缺已破在眉睫。藻类具有分布广泛、油脂含量高、环境适应能力强、生长周期短等特点,用藻类制备生物燃料具有广阔的发展前景。
    藻类是最原始的生物之一,通常呈单细胞、丝状体或片状体,整个生物体都能进行光合作用。按大小分为大藻和微藻。其中,用于制备生物燃料的主要是微藻。

    大藻属于低等植物,无真正根、茎、叶的分化形态,分为红藻、绿藻、褐藻三类。

    微藻是指在海洋和淡水环境中发现的微观光合生物体,其光合作用机理与陆地植物相似。由于细胞结构简单、易于汲取营养物质,微藻能有效地将太阳能转化为生物能。

    藻类生物燃料的生产方法分析

    目前用于生产藻类生物燃料的方法主要有光合反应器法、开放池法、发酵容器法、浮动农场以及离岸生产。

    光合反应器(PBRs)是指用于藻类培养的不同类型的封闭系统。过程所需的营养物质、二氧化碳以可控方式提供。海藻可直接透过透明容器壁获取阳光,也可通过光纤维管从阳光收集器获取阳光。封闭光合反应器因其全年的高密度而更高效。但为实现系统的可扩展性,光合反应器需克服一系列环境障碍,如供应水缺乏、潜在的高电力投入等。同时,优化单元尺寸的可行性、光运输及分配的难以确定也成光合反应器的所需解决的问题。

    开放池系统是指用于藻类培养的浅水池塘。养分由附近土地的径流水或水处理厂的通道水提供。开放池系统的可持续培养面临一定的挑战,特别是在水资源稀缺、生态系统面临危险等相关环境效益缺乏的地区。所面临的障碍包括供应水缺乏、大流域地区持续用水的影响、由高蒸发率引起的区域气候变化等。

    暗发酵容器比其他培养系统更易扩大规模,因为水和光的投入不会增加系统设计的困难。暗发酵系统所面临的挑战是潜在的环境成本及有机基质原料的季节性。如果环境问题得到解决并实现能源平衡,暗发酵有望成为光照不足、气候寒冷或廉价有机基质充足地区极具发展潜力的藻类培养途径。

    用浮动农场中的大藻生产生物燃料并不是一个恰当的选择,因为其收益比微藻低。此外,插入现有水体的屏幕、过滤器或转移河水的自然流向很可能影响水生生物。

    海藻培养的另一种方式为离岸生产。其优点有:藻类生长的位置扩大、支撑结构材料的使用减少、反应器体积增大、拥有较好的光接触、免费的温度控制及生物培养搅拌。

    藻类生物燃料市场的推动因素及限制因素

    巨大的产量是藻类生物燃料获得巨大收益的诸多因素之一。然而,在大规模生产过程中,实现生产成本效益最低仍是一个巨大挑战。其次,逐年上升的原油价格极大程度地驱动了替代燃料的开发和发展。由藻类制成的绿色可再生燃料与原油的化学成分相似,是很好的代替物。预计在未来的20年中,世界可再生燃料的需求量将以60%的增长率上升,这将对藻类生物燃料市场起到极大地推动作用。


 世界各地政府的生物燃料相关法规及鼓励政策的提出推进藻类生物燃料的发展,如2009年美国先进生物燃料项目的再投资及恢复法案;2007年美国确定的可再生燃料的标准;2007年英国藻类生物燃料技术商业化的数百万的投资与支持。

    不需新建昂贵基础设施,满足军事和航空的技术规范,藻类环境适应能力强,可减少温室气体的排放,品种繁多,都将成为藻类生物燃料市场的推动因素。

    然而,资本是藻类生物燃料公司面临的最严重问题。2009年的经济低迷以及金融市场的波动阻碍了私人投资者对藻类生物燃料项目资金的增加。整个市场需要更多的先进技术及赠款资金以降低工程造价。转基因生物的条例将延迟藻类生物燃料的商业可行性,由法规变化引起的补贴和税收的不确定性,大规模产量商业化的不确定,都将限制藻类生物燃料市场发展。

    市场竞争格局

    对藻类燃料市场而言,其关键成功因素为大幅度削减成本以实现商业扩展。因此,新技术的研究、与大公司的合作、迅速的商业化是藻类生物燃料公司成功的关键。

    藻类生物燃料市场主要由北美和欧洲的公司主导,同时一些印度、以色列和中国的企业也在不断地扩大业务。市场中主要的竞争者包括:

    总部位于旧金山的Solazyme公司,于2003年成立。其独特的暗发酵技术可以大规模的将藻类快速有效地转化为生物然料。2010年,公司有望为美国海军提供超过2万加仑的燃料。

    总部位于科林斯堡的Solix生物燃料公司,于2006年成立。该公司是唯一的藻类生长系统技术供应商,用于控制光合反应器中微藻的培养环境。

    总部位于圣地牙哥的Sapphire能源公司,于2007年成立。2008年,Sapphire公司成功的由藻类生产了符合美国社会检测和材料认证标准的91号汽油。2009年,其生物燃料参与了波音737-800飞机的试飞,并为世界第一台越野旅游车提供了藻类燃料。

    行业趋势

    藻类可减少温室气体并维持碳平衡,可在非耕地、非饮用水中生长,因此,为环境友好型燃料。此外,藻类可以作为新型的食品替代品。但是,藻类的可持续培养应考虑水和土地的使用,生物多样性对生态系统健康的潜在影响以及材料的毒性、电力需求、废物处理等诸多问题。

    廉价且丰富的藻类生物燃料有望成为解决石油原油昂贵且稀缺问题的有效方法。此外,大规模藻类生物燃料的生产将带来数以千计的就业机会。因此,用藻类制备生物燃料具有广阔的发展前景。藻类生物燃料很可能成为未来最重要、最高效的可再生能源之一。

    但是市场的发展同样面临着诸多技术和环境的挑战,主要包括:转基因生物或更好的藻株的筛选;藻类脂质含量的提高、半透明藻类自身阴影影响的减弱、培养环境中对其他菌株容忍力强的藻株的培养、氮、磷等养分的有价值供给、大规模藻类生物燃料生产所需的大量二氧化碳的供给等。