在上一篇文章中我们已经为大家介绍了目前资源现状和藻类乙醇燃料生产的优点，今天我们来介绍藻类燃料的缺陷和原料的培养。

 一、藻类生产燃料乙醇的固有缺陷

藻类燃料乙醇制备并非尽善尽美，也存在很多固有不足与缺陷，主要包括: 微藻培养细胞密度低，一般只占水体的千分之一左右，培养过程需要大量水体; 其次，微藻体积很小，仅有几个到几十个微米，传统离心、过滤等技术都难以经济、有效地收获微藻; 另外，微藻是初级生产力，处于水生态系统的最底层，易被其它生物摄食，在规模培养过程中极易因敌害生物和杂藻入侵导致培养失败; 上述缺陷造成微藻培养过程的低效率和高能耗，也是导致目前藻类燃料生产成本居高不下的重要原因。就大型藻类而言，其化学组分非常复杂，海藻多糖水解后为多种单糖的混合物， 糖类多样性决定了开发工艺的复杂性，也限制了海藻燃料乙醇的生产效率，另外大型海藻栽培受风浪和气候影响更大，在管理上也存在诸多不便之处。因此，如何发挥藻类优势并弥补其不足，将决定藻类能源开发的成败。

二、藻类生物质原料生产

一、优良藻种的生产

自然界没有直接用于制备燃料乙醇的微藻生物质原料，需通过人工培养才有可能得到稳定供应。不同藻种或株系对营养、光照要求不同，对环境适应能力差别很大，其生长速率、产量以及积累碳水化合物的能力等也存在明显差异，这就导致不同藻种和株系间制备燃料乙醇的潜力存在巨大变动，因此筛选优良藻种是藻类乙醇生产的第一要素。高产乙醇藻种的筛选培育是一个冗长乏味的工作，需要权衡很多因素。Brennan等归纳出微藻生产生物燃料的优良特征有: 培养周期短、细胞生长快、光合效率高、二氧化碳固定能力高、营养需 求较低、耐受剪切力能力强、适宜于开放池规模化培养、对温度和季节性变化适应范围宽、副产品附加值高、细胞易絮凝收集。除此之外，我们认为优良藻株还需具备对光照度剧烈变化有较强的适应能力、具有耐污染特性( 如具备可适应高盐或高温或高pH等极端环境条件之一的能力) ，以及细胞易于破壁等诸多特点。然而，上述特征很难在同一藻株上集中体现，这也成为制约微藻生物燃料开发规模化发展的重要内因。事实上，从20世纪70年代美国开始的ASP计划，耗时20年对3000多个水生藻种进行了系统性研究，尚难找到完全符合诸多标准藻种直接用于生物燃料的产业化生产。无论如何，在大量筛选基础上，尽可能地选择兼具更多上述特征的微藻作为出发藻株，进一步结合诱变和遗传改良等技术培育优良新品种，有望获得制备燃料乙醇的微藻良种。

二、微藻规模培养

在自然环境中，微藻密度一般很低，尽管全球生物量的50%来自海洋微藻，在实际中却无现成的微藻资源直接用于生物燃料开发。只有在人工培养条件下，通过优化培养条件，获得较高的细胞密度和单位面积产量才具开发意义。微藻培养最常见的有2种培养系统: 开放池和封闭式光生物反应器。不同微藻培养系统，在培养因子参数控制、污染、水蒸发、产量、后续加工、建造成本以及操作成本上均存在很大差异。Chen等和Brennan等分别对微藻不同培养系统的特点做了详细的综述。其中，开放池系统造价便宜、易于建造和操作，是目前最常见的微藻培养方式。根据其形状、坡度等特点，开放池培养系统又细分为3类: 跑道池、圆形池和斜面池。跑道池建造和维持成本较低，也是目前微藻培养生产中应用最多的; 圆形池建造成本相对较高，搅拌过程能耗高，二氧化碳供给复杂，土地利用率低，在规模化培养中目前已很少采用; 斜面池藻细胞密度和产量高，但藻液流动需依赖机械泵，故培养能耗大。开放池培养方式的缺陷主要有温度控制难，易受杂藻和敌害生物污染，同时水蒸发量大，二氧化碳利用率低，培养效果不稳定，细胞密度低，造成收获能耗大。只有某些可适应极端条件的藻类( 如螺旋藻、盐藻) 和快速生长小球藻适用于开放池培养。

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