一方面，原油价格居高不下、全球粮价一路上涨；另一方面，基因和蛋白质技术快速发展，各国纷纷进军生物质能源领域——这一切让人们重新看到了发展藻类制油、开发生物燃料的希望。去年2月，美国旨在向微藻要能源的“微型曼哈顿计划”的推出标志着世界新一轮藻类生物“原油”研发热潮的开始。此后，以色列、西班牙、日本等国家纷纷摩拳擦掌染指微藻能源，并在全球呈蔓延之势。
微藻产油知多少
海藻是海产藻类的统称，主要分为绿藻、红藻和褐藻。微藻是海藻中的微型藻类，约占海藻总数的70％。目前，可利用的微藻主要有螺旋藻、小球藻、杜氏藻和红球藻等。就全球来说，微藻是一种数量巨大的可再生资源，也是生物燃料的重要来源。地球上生物每年通过光合作用可固定8×1010吨碳，生产14.6×1010吨生物质，其中一半以上应归功于藻类的光合作用。
微藻产出的生物“原油”可用来提炼汽油、柴油、航空燃油以及作为塑料制品和药物的原料。同时，多数藻类植物还能制造出大量的碳水化合物等中间产品，这些产品经过发酵处理可以转化为乙醇燃料。
山东省科技厅副厅长、青岛国家海洋科学研究中心主任李乃胜在《关于发展海藻生物“原油”的几点认识》一文中认为，利用藻类，特别是微藻，研发生物“原油”有许多其他陆地植物不具备的特殊优势：第一、生长环境要求简单，不管是海水淡水、室内室外，微藻几乎能适应各种生长环境，荒芜的滩涂盐碱地、废弃的沼泽、鱼塘、盐池等都可以种植微藻；第二、产量高，一般陆地能源植物一年只能收获一到两季，而微藻几天就可收获一代，而且不因收获而破坏生态系统，就单位面积产量来说比玉米高几十倍；第三、不占用可耕地，藻类可以长在海洋、露天池塘，可充分利用不同类型的水资源，荒山丘陵和盐碱滩涂等非耕作水土资源，具有不与传统农业争地的优势；第四、产油率高，微藻含有很高的脂类（20%～70%）、可溶性多糖等，产油效率极高，1公顷土地的年油脂产量是玉米的552倍，大豆的213倍，油菜籽的80倍，而且微藻热解所得生物质燃油热值平均高达33MJ/kg，是木材或农作物秸秆的1.6倍，称得上是名副其实的“产油大王”；第五、加工工艺相对简单，微藻光合作用效率高（倍增时间约3～5天），没有叶、茎、根，不产生无用生物量，易于被粉碎和干燥，预处理成本比较低；第六、利于环境保护，藻类植物能捕获空气中的二氧化碳，有助于控制温室气体排放，微藻种植可与CO2的处理和减排相结合（占地1平方公里的养藻场可年处理5万吨CO2），而且微藻不含硫，燃烧时不排放有毒有害气体，整个产油过程非常清洁。
国内外能源微藻研究现状
在回顾能源微藻研究进展时，中国海洋大学科研处处长、水产学院教授潘克厚指出，国际上，较大规模的微藻产油研究始于20世纪80年代中期，当时人们通常采用酯化反应和催化裂解反应将藻细胞内的脂类转化为汽油和柴油，但效率很低。
从1976年起，美国启动了微藻能源研究项目。研究证明，工程小环藻在实验室条件下的脂质含量可增加到60％以上，比自然状态下微藻的脂质含量提高3～l2倍，户外生产也可增加到40％以上，推算每亩年产1～2.5吨柴油。
2006年11月，美国在以微藻为生物质原料制备生物柴油研发中取得新进展。两公司利用烟道气的CO2，大规模光合成培养微藻，并将微藻转化为生物“原油”，其产率可达到每年每英亩提供5000-10000加仑（3784-7567L/亩）生物柴油和相当量生物乙醇的水平。
2007年2月，由美国著名实验室和科学家组成的National alliance 《Live Fuels》宣布了由国家能源局支持的“微型曼哈顿计划”，计划在2010年实现微藻制备生物柴油的工业化。同年3月，以色列一家公司展示了利用海藻吸收CO2，转化太阳能为生物质能的技术，在离电厂烟囱几百米处的跑道池中规模培养海藻，并将其转化为燃料，每5公斤海藻可产1升燃料。
目前，美国已经开发出利用一种微藻替代糖来发酵生产乙醇的专利，但还没有工业应用。美国国家能源部计划在2010年实现微藻制备生物柴油的工业化，将微藻产油的成本于2015年降至2～3美元/加仑。
此外，日本两家公司联合开发出利用微藻将二氧化碳转换成燃料乙醇的新技术，计划在2010年研制出相关设备。美国的雪弗龙-霍尼弗公司联合组建了藻业公司，来从事微藻能源的开发。荷兰的壳牌公司，美国夏威夷的生物石油公司等也纷纷建立生物能源基地，启动了微藻研究工程。
但是到目前为止，包括美国“微型曼哈顿计划”在内的海洋微藻能源技术研究基本上都处于科研开发阶段，还没有一个国家正式推出工业化产品。因此，就海洋微藻能源科研来说，我国基本上与发达国家同步。同时，我国微藻能源基础研究力量强大，南北众多高校和科研院所承担了多项国家和省部级微藻分类、育种和保存技术研究，拥有一大批淡水和海水微藻种质资源，大连化物所在产氢微藻，中国海洋大学、清华大学等单位在产油微藻方面具有一定良好的基础；在微藻大规模养殖方面，我国已经走在世界前列。
“产油大王”前景广阔
近年来，随着石油危机不断加剧，加上环境保护的需要，各国政府纷纷进军生物质能源产业。生物质能源是地球上最普遍的一种可再生能源，它是通过植物光合作用，将太阳能以化学能的形式贮存在生物体内的一种能量形式，被称为绿色能源。微藻能源就属于生物质能源的一种。
据跨国能源巨头BP公司7月8日在北京发布的《BP世界能源统计2008》显示，世界油价已经连续六年高升，但全球生产石油最多的5个国家，沙特、俄罗斯、美国、伊朗和中国，2007年总产量相比2006年下降了530万吨。该统计还指出，世界石油的产量以每年3﹪的速度递减，而世界石油的需求量却以每年2﹪的速度递增，按照这种速度，全球已探明储量只够使用40年。有人甚至认为，新一轮世界石油危机一触即发。
就国内而言，随着我国经济的快速发展，国内油耗不断上升，但是石油供应却日益紧张。在此情况下，发展生物质能源，尤其是海藻能源，就显得更加急迫。
在生物燃料资源方面，我国300万平方公里（折合45亿亩）海域生产的微藻与18亿亩耕地生产的粮食、60亿亩山林草场生产的树木杂草大致各占三分之一。我国的渤海、黄海、东海、南海，自然疆界达473万平方公里，向外海延伸至国际公共海域，可以说蕴含着可供开发的海量的生物燃料资源。这是我们开发微藻能源的先天条件。
因此，可以预测，微藻能源产业具有不可估量的发展前景。
从实验室“移驾”工厂羁绊几何
尽管能源微藻发展前景广阔，但是要实现大规模的产业化仍然面临很多亟待解决的问题。
科研人员面临的一个技术挑战就是，一些藻类植物能够产出相当于其自身重量0.6%的油，但这种情况只有当它处于“饥饿”状态时才会出现。而恰恰是在这个时候，这些藻类植物又会丧失其快速繁殖及生长等本来吸引人的优点。研究人员正在寻找控制藻类植物产油的分子开关，一旦发现这样的开关，就能以生物方式干预其产油的过程，进而提高产油率，进一步降低成本。
近年来，随着对藻类植物产油生物机理的了解，研究人员还发现另一个问题，就是如何以低成本方式在露天池塘中培育藻类。露天养殖很容易导致其他物种入侵，降低藻类的产量。美国生物燃料公司的科技顾问委员会主席大卫?金斯伯说，他们正在与圣地亚国家实验室以及国家再生能源实验室合作，期望能为藻类植物高产创造出良好的生态环境系统，让其所有营养物质转化为藻类植物易于吸收的形式，从而扼杀或阻止外来物种入侵。
中国科学院青岛生物能源与过程研究所(筹)所长王利生表示，比起太阳能、风能等其他可再生能源，生物能源更难实现大规模集中生产。其中一个重要原因，就是微生物生产工艺若要达到产业化所需的规模，就不能采用实验室那一套的简单放大，工艺上有许多新的困难。
成本问题更是限制能源微藻推广的重要因素。目前，原油成本是0.3~0.6美元/千克，菜籽油成本是0.25美元/千克，棕榈油成本是0.3~0.4美元/千克，而微藻产油成本高达10美元/千克。潘克厚认为，降低微藻产油成本需要从微藻低成本培养，废弃CO2的捕获、净化和利用，低成本光和生物培养系统开发，微藻生物量的低成本收集等多方面努力。
因此，要想解开微藻的能量“封印”，将其从实验室“移驾”工厂，还有待科研人员的努力。
山东研发能源微藻优势多
海洋科技是山东科技的第一品牌。山东海岸线长达3121公里，占全国的1/6，拥有300多个海岛，200多个海湾，17万平方公里的近海管辖水域，称得上是地理上的海洋大省。一洲、二带、三湾、四港、五大岛群使我们研发微藻能源拥有得天独厚的优势。尤其是黄河三角洲拥有面积广阔的滨海滩涂和盐碱地，具有发展富油微藻和滩涂能源植物的先天条件，比如在山东无棣县实施的国家科技部“十一五”重点科技支撑项目——盐藻工厂化养殖项目正在紧张建设。这使我们在利用滩涂能源植物，如碱篷、海滨锦葵、油葵以及地沟油制备生物柴油等方面取得了一些重大技术突破。
同时，山东的海洋科技力量比较集中，以青岛为中心汇集了一批堪称“国家队”水平的海洋科研机构。中科院海洋研究所、中国海洋大学、中科院青岛生物能源与过程研究所等单位在海洋微藻能源领域取得一些重要进展。中科院海洋研究所获得了多株系油脂含量在30%～40%的高产能藻株，微藻产油研究取得前期重要成果，如：细胞密度达到20克/升，产油量7克/平米（是目前农业种子产量的2倍）；雪藻每天能在1平方米光照面积内生产35.3克AFDW(去灰分干重)，该生物量相当于46.4克植物种子量,是目前高产农田产量的11倍。中国海洋大学拥有海洋藻类种质资源库，已收集600余株海洋藻类种质资源，目前保有油脂含量接近70％的微藻品种。青岛国家海洋科学研究中心、中科院青岛生物能源与过程研究所等一批新锐研究机构的成立也表现出国家对山东海洋科技研发力量的重视。
为了促进海洋微藻能源研发，山东省科技厅于今年3月份在青岛国家海洋科学研究中心专门组织召开了海洋微藻能源技术座谈研讨会，就发展海洋微藻能源的发展思路、发展方向、关键技术的自主创新等科技问题进行了深入探讨，重点针对能源微藻的生物炼制、优良藻种筛选、油脂合成的代谢调控、滩涂植物能源以及工业化开发等领域的技术创新进行了专题研讨，提出了许多新的见解，对加快发展海洋微藻能源的重要性和发展前景形成了共识。（本文图片选自郭荣波、韩笑天讲话稿）