基于气候生长模型微藻生物柴油生命周期评估华中科技

AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeoftheMasterofEngineeringLifeCycleAssessmentofMicroalgaeBiodieselBasedonMicroalgaeClimatic-GrowthModel He NewEnergyScienceandEngineeringSupervisors: Prof.XuMinghouA/Prof.GongHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.China等优点。以微藻为原料生产车用对于解决化石短缺、温室效应加剧具有积极这四个地区的微藻单位面积产率上限和理论产率进行了以月为基准的估算。结果0~34g/m²/day之间，均远100公顷。研究结果表明：系统每生产1ton微藻柴油需要消耗干重为5.98ton的微藻原料，同时生成3.57ton的脱脂3ton/day时，微藻生物柴油的生命周期化石消耗和产生的温室气体排放分别达到：101952.9MJ/ton和从水的角度来看，受地域和季节变化的影响，本文研究的微藻柴油生产系统的系统水和生产的微藻柴油的生命周期水均会发生较大变化。在本文选取四个地区的微藻柴油生产系统中，系统生产的微藻柴油具有最高的年平均生命周期水足是微藻柴油生命周期水的最大组成部分，各个系统各月份生产的微藻柴油中的灰水均可达到生命周期水的50%以上；：微藻生物柴油；开放式跑道池；生命周期评估；水Comparedwithtraditionalterrestrialbiomassmaterials，themicroalgaehavelotsofadvantagesincluding:rapidgrowthrate，highoilcontentandnooccupationofUsingmicroalgaeasrawmaterialtoproducevehiclefuelsisgainingwidespreadattentionduetoitspositiveeffectonsolvingtheshortageoffossilfuelsandintensifyingthegreenhouseeffect.Asacommonmicroalgaeculturesystem,theopenracepond(ORP)isregardedasafeasiblesystemforthelarge-scale,lowcostmicroalgaebiodieselproductionbecauseofitssimplestructure,lowoperationcostandhighnetenergyration(NER>1).Currently,aseriesoflifecycleassessment(LCA)studiesonmicroalgaebiodieselproducedbyORPhavebeenevaluatedandpublishedbyresearchersallovertheworld.Howevertherearesomelimitationsinexistingstudies.Ontheonehand,producemicroalgaebyORPissusceptibletothetemperature,lights,aswellasotherfactors.Thusthemicroalgaeyieldperunitareafluctuatesgreatlywithclimateandseasonalchanges.HowevertheexistingLCAstudiesaremainlybasedonextrapolationsfromlaboratoryexperimentsandusuallyregardthemicroalgaeyieldasaconstantvalueratherthanavariable,ignoringtheimpactofexternalenvironmentalfactorsonLCAresults;Ontheotherhand,producemicroalgaebyORPwillconsumelotsofwaterresource,butfewresearchesareconcerningaboutthewaterconsumptionduringmicroalgaebiodieselproduction.Therefore,inordertofytheresourcesconsumption(includingwater)andthegreenhousegas(GHG)emissionduringmicroalgaeproduction.Basedontheclimate-growthmodelofmicroalgae,thisresearchevaluatedaLCAstudyonmicroalgaebiodieselproducedbyOPRsystem.Themainresearchcontentsofthisthesisareasfollow:ly,basedontheclimate-growthmodelofmicroalgaeaswellasthedata,theumyieldandthetheoreticalyieldofmicroalgaeperunitareainHangzhou,Weihai,HaikouandWuhanwereestimatedonamonthlybasis.Theresultshowthat：Both umandtheoreticalyieldofmicroalgaeperunitareaaresignificantlyinfluencedbytheseasonalchanges,andshowthetendencyincreasingatthebeginninganddeclininginlatewithinayear.Thetheoreticalyieldofmicroalgaeinfourregionsindifferentmonthsarebetween0~34g/m²/day,whichismuchlowerthanthecorresponding umyieldduetotheeffectoflightsaturationeffectandtheunsuitabletemperature.Secondly,accordingtothefeasiblemicroalgaebiodieselproductionprocessthisresearchestablishedacompleteORPmicroalgaebiodieselproductionsystem.Thismicroalgaebiodieselproductionsystemcontainsaseriousofprocessesincluding:microalgaecultivationprocess,algaedewateringprocess,homogenizationprocess,oilextractionprocessandtransesterificationprocess.Thetotalareaofracepondsinthissystemis100hectares.Theresultshowsthatproduce1tonofmicroalgaebiodieselrequireconsumptionof5.98tonsofmicroalgaerawmaterial.Twomainbyproductsincluding3.57tonsofdefattedalgaeresidueand0.1tonglycerolarealsobeenproducedduringproductionprocess.TheresultalsoshowsthattheannualoperationtimeofthisORPbiodieselproductionsystemisgreatlyaffectedbythewatertemperature.Withinfoursystems,onlythesystemthatlocatedinHaikouregioncanuninterruptedoperatethroughouttheyear.Therefore,itisdesirabletoinstallsuchsystemsinthetropicsareatoachievehighannualproductionefficiency.Finallybasedonthemonthlytheoreticalyieldofmicroalgaeofeachregion,whichhadalreadybeenobtained,thelifecycleassessmentwasperformed.Finally,thisresearchyzedthelifecycleenergyconsumption,emissionsandwaterfootprintofbiodieselproducedbythissystems.Intermsofenergyconsumptionandemissions,ThelifecyclefossilenergyconsumptionandtheGHGemissionspertonofbiodieselcouldreaches101952.9MJ/tonand10226.3kgCO2eq/tonrespectivelywhentheyieldofbiodieselproducedbythissystemsequalto3ton/day.Meanwhile,theutilizationofbyproductscouldcreatehugeenergyandGHGcreditsforthesystem,whichisenoughtooffsetthepetroleumusageandGHGemissionsduringbiodieselproductionprocess.Thereforeweconcludethattheby-productproducedinthemicroalgaeproductionprocessshouldbefullyutilizedimprovetheLCAperformanceofbiodiesel;Intermsofwaterfootprint,theresultshowsthat：Thewaterdemandandthebiodiesellife-cyclewaterfootprintproducedbythissystemwillgreatlyaffectedbyregionalandseasonalchanges.Withinabovefoursystems,themicroalgaebiodieselproducedbyWuhansystemhasthehighestannualaveragelifecyclewaterfootprint,andthelifecyclefootprintofmicroalgaebiodieselproducedbythissystemindifferentmonthsrangefrom2621to6020m³/ton.Thegreywaterfootprintisthelargestcomponentoflifecyclewaterfootprint,whichaccountformorethan50%shareforeverysystemineverymonths.绪

研究背 微藻能源化利用的研究现 生命周期评估方法及其应 本文的研究目的及内 微藻单位面积理论产率的估微藻的生物质生长模 微藻的光饱和修正系 微藻的温度修正系 开放式跑道池水温模 不同城市开放式跑道池培养微藻的理论产 估算值与跑道池实际产率的比 本章小 开放式跑道池微藻柴油生产系统及其生命周期能耗和排放评开放式跑道池微藻柴油生产系统及其生命周期系统边 生产流程及工艺参 结果与分 本章小 开放式跑道池微藻柴油生产系统的生命周期水评定义目标与边 水分 结果与分 4.5本章小 全文总结与工作全文总 下一步工作建 致 参考文 附录攻读期间学术成果汇 绪研究背源。随着人类对能源的需求量的日益猛增，这些能源终枯竭的时候。根据英国石油公2015年发布的世界能源统计年鉴显示[1]2015年全球对煤炭、石油和天然气的需求量为基准，目前全世界范围内已经探明的煤炭、石油和天然气储量分别只能满足人类114年、50.7年和54.1年的使用需求。由此可见，日趋严峻的能源短缺已经程中也会对外部环境带来一系列问题，包括温室气体排放造成的温室效应，颗粒物排放造成的现象等等。综上所述，人类急需寻求一种清洁可再生的能源对不可再生的传统化石进行替代。泛关注。所谓生物质能，就是以有机物的形式在生物质内的能量，稻壳、秸秆等植物光合作用吸收的能，相较于传统化石能源，其具有可再生、来源广泛、总量微藻能源化利用的研究新一物质——微 物 为用玉米，大豆等粮食作物生产的生物乙醇或生物柴油，这一物质的生产技术产量较低，生产周期长，会造成粮食短缺等致命缺点[4,5]；第二物以非粮食作原料，从而避免了造成粮食短缺的缺点[4,5]，但是这类生物质的生产周期仍然相对5~50μm之间的单细胞自养型微生物的统称，其对生长的要求简主要优势在于：（1）微藻并类的粮食作物，使用微藻进行生物质生产并不会危及人类的粮食安全6]（2）微藻的含油率较高，某些微藻种类的油脂含量可以达到其细胞干重的50%以上，远高于传统的油料作物[6,7]（3）微藻的生长速度极其迅速，在营养供给充足的24h~48h内就可以增长一倍6（4）微藻对生长的要求较低，可以在海边滩涂，盐碱地等不适于农作物种植的土地上进行生长，不会占用农业耕地资[8]鉴于微藻的上述优点，使用微藻为原料生产的第三物质也因此具备生产1-1微藻与传统陆生生物柴油原料作物的比较 （M c:30的干重含油量。使用微藻为原料生产生物并非全新的研究方向，早在20世纪80年代，第一次石油之后，能源部便启动了旨在利用微藻生产生物柴油的项目“水生3000多种性质各异的天然微藻藻种中选取了多种性状优良，环境适应能力较强，产油率较高的藻种，并在威尔和新墨西哥对这些选取的藻种进行了户外养殖实验，主要研究使用电厂烟气再在室外开放式跑道池（ORP）中培养含油微藻。ASP项目论证了以微藻为原料生产生物柴油的可行性，取得了不少成果。然而该项目也同时：入21世纪以后，随着温室效应的不断加剧，世界能源形势的日趋严峻以及油价的大幅攀升，微藻的能源化利用也日益受到广泛的关注。除能源部之外，国防部、农业部等机构，Argonne、N等国家均展开了微藻能源化利用的已经取得成功[11]1-2列举了近年来国际上使用微藻原料进行生物柴油生产的一些表1-2国际上使用微藻生产生物的企 SunriseRidgeAlgaeAquaflowBionomicCorporation新西 SeambioticPetroAlgaeAlgaeLinkSolixBiofuels ValcentProducts同国外相比，我国对微藻的能源化利用的研究起步较晚。据国家知识局的数据显示[12]，我国与微藻生物质能相关的专利最早出现于2003年，但是2004~2007年这三与微藻生物质能相关的专利仅出现2项，直到2008年微藻能源化利用才真尽管起步相对较晚，但是我国的微藻能源化利用发展速度较快，现在已经了一系拥有自主知识的，列涵盖藻种选取、微藻培养和微藻柴油加工等过程的专利导微藻产生非定向变异，用以产生具有较高油脂含量的工程藻种；王艳等人[14]对小球含油率；吴庆余等人[13,15-17]对异样型微藻进行了大量研究，提出了多种使用农业淀粉前，化工、新奥能源和庆华均相继建立了微藻柴油中试装藻培养装置的统称[18]。不同于开放式跑道池，封闭式光生物反应器完全在封闭的外光生物反应器可以实现垂直布置，单位面积产量较高[1819]。但是封闭式光反应器也而开式道通为深为0.250.35m2为微藻生长提供碳源[20]完全开放进行，容易被外界细菌、杂藻的污染。此外，受到外部气候因素影响，开放式跑道池生产系统的产量相对较低。但是，同封闭式光生物反应器相比，开放式跑道池具有结构简单、成本低廉、能量产出输入比较高等优点[19]，且已经在国内外大规模商业化螺旋藻（Spiulina）21生产上得到了广泛应用，被认为是实现微藻柴油大规模生产最为简单可行的方法[1,1]。藻的含量仅占藻液总量的0.02%~0.06%，而藻液中水分的含量却高达99%以上[22]。含的微藻细胞与絮凝剂发生粘合，从而沉淀。该方法具有低能耗、分离后微藻细胞对下游微藻油脂提取过程和外部环境造成影响[23]现象与微藻光合作用吸收CO2引起的水体PH值升高有关。这种方法无需人为消耗任何认为与其他传统油料提取过程相似。可用的提取方法包括提取法、超临界流油的方法类似，即：通过醇类（一般为甲醇或乙醇）1-1生命周期评估方法及其生命周期评估（ifeCleAsmnt，C）是一种综合评估产品对环境造成造成影响的方法。所谓生命周期，是指产品从取得原材料，经过生产，加工和使用直至废弃的整个过程，即从摇篮到坟墓（Fromrletorv）这一周期[3]。生命周期评生命周期评估方法最早于上世纪60年达可口可乐公司对塑料瓶和回收性玻璃瓶这两种饮料容器进行的资源消耗和环境排放评价[34]80~90年代的快速发展之后，生命周期评估方法不断得到完善，并于90年中期被欧洲和环境毒到目前为止，生命周期评估方法已经在全世界范围内广泛使用，并建立了ISO14040~ISO14046等一系列国际标准[35,36]。们的关系如图1-2所示。1-2目前，国内外学者已经就微藻生物柴油的生命周期评估开展了一系列研究：Jorquera[19]分别就使用开放式跑道池和光生物反应器生产的生物柴油进行了生耗的能量远低于光生物反应器，具有更好的经济性；Lardon[33]基于大豆生物油的经济性，需要对生产过程中产生的脱脂藻渣等副产品进行充分利用；Collet水指微藻的生长过程全部在水中完成，对微藻进行培养需要在的开放式跑道池中此，在评估微藻柴油这一新型生物质时，也应该对其整个生命周期内消耗的根据消耗水资源来源的不同，产品的水可以细分为：蓝水，绿水以及灰水。其中蓝水（Bluewaterfootprint）指的是产品生命周期内对地表水和水资源的消耗[41]；绿水（Greenwaterfootprint）是指产品对不会形成径流的雨水资源的消耗，一般特指农产品的消耗[41]；而灰水（Greywaterfootprint），最初又被称为稀释水（Dilutionwaterfootprint），反映生产某一产品时，为了使本文的研究目的及内益受到广泛关注。作为一种常见的微藻培养系统，开放式跑道池以其结构简单、成本生产过程中水资源消耗情况关注极少，且现有的一些微藻柴油水评估一般只考虑蓝水和灰水，对开放式跑道池微藻培养过程中对于雨水资源的利用情况关注利用修正后的微藻生物质生长模型和国内气象数据，对国内几个具有代表性的气候地区的微藻产率上限和微藻理论产率进行了逐月估算，从而评估这些地区全 微藻单位面积理论产率的以此为依据，本章基于了前人微藻的生物质生长模型，产量修正系数和国内气微藻的生物质生长模微藻柴油的产生过程，从本质上来说是微藻藻体通过光合作用将吸收的能转化为化学能，并在藻油和其他生物质中的过程。因此根据能资源数据以及藻的产量上限。基于这一思想，Weyer等学者提出了微藻的生物质生长模型[43]一模型，微藻的单位面积上限产率（Pmax，g/（m²·day））为 （1-）I0PAR （2-max a式中，I0——日均辐照强度，MJ/（m²²day），各地区的辐照强度数据——水面反射率，参考文献[12]10%；——光合有效辐射，%；pho——藻体的光合作用能量转化效率，%；LHValgae——微藻的低位发热量，KJ/g光辐照中并非全部能量都能参与光合作用并被植物利用，能够参与植物光合作用的这部分辐照通常为波长400~700nm的阳光，被称为光合有效辐照（Photosyntheticallyactiveradiation（PAR））。根据文献[43]PAR的计算公式

0nmEsolar

（2- 取45.8%。CO2+H2O+8photons

（2-2 ECH2

（2- 82式中，ECHO——光合作用产生的碳水化合物具有的能量，468KJ/molEphotons——2225.3KJ/molLHVaglaeLHVlipflipLHVprofproLHVcarfcar LHVlipLHVproLHVcar分别为藻油、蛋白质和糖分的低位发热量，分别为36.3MJ/kg，15.5MJ/kg13.0MJ/kg；flip、fpro和fcar则分别为小球藻中藻油、蛋质和糖分的质量百分数，参考文献[45]25%、47%28%微藻的光饱和修正系的能将无法继续被植物吸收，此时植物的光合作用速率将不再随着光强的增加继续提高。这一现象被称为光饱和现象[46]2-1显2-1植物光合作用速率与光强的关系因此为了消除光饱和对微藻产量计算的影响，需要引入修正系数对微藻的单位面公式（Bushequation）。根据这一公式，不同光照强度下植物光合作用的效率为：TotalAppliedLight-Unutilizable I I' s =

ln0

（2-0 TotalApplied I0

Is 0定[7,43]。对于本文研究的小球藻，其饱和光强为150μmol/m²/s[7]；I'为每秒的辐照强度，通过与日均辐照强度I0换算得到，两者间的换算方程式为：0II0 I0 3600 式中，Tdaytime为不同地区各月份的平均白昼时间，h期赤纬角（rad）的影响，经验公式（式2-8）反映了它们间的关系：

24arccos(tan()tan(

（2-其中，不同时期赤纬角的计算公式为0.409sin(2J （2-二月月中对应全年的第45天。微藻的温度修正微藻的生长率除了受到光照强度的影响以外，也会受到温度的影响。据研究[7,10]会对微藻的生长造成影响。大部分藻种对低温有较好的耐受性，能够在水温低于15℃的情况下继续生长；但是微藻对高温的耐受性较差，当水温较高风速、辐射等多种环境因素影响，会对微藻的生长带来较大影响。因此为了消除wigosta[49]提出温度修正系数t对微

ifTwater if t

if

（2- if ifTwater式中，Twater为开放式跑道池中池水的温度，℃；Tmin为微藻可以生长的最低温度，℃；Tmax为微藻可以生长的最高温度，℃；Topt_low为微藻能够保持良好生长的温度下限，℃；这四个温度点分别取10℃、20℃、3540℃PtheroyPmaxs （2-开放式跑道池水温模如上文所述，开放式跑道池的水温除了受到当地气温影响外，还受到风速、2-2对流换Hb，MJ/m²/day；以及池水蒸发带来的潜热损失He，MJ/m²/day。其热平衡2-12

HexchangHnetHbHc （2-和池面向大气辐射的长波辐射 （MJ/m²/day）影响。两者相互作用，共同决定了

HnetHSR （2-

HSRI0(1 （2-对于池面向大气辐射的长波辐射HLR本文选取Bignami[51]研究的海面射与大气的回波辐射。根据Bignami公式，水面长波辐射通量的大小为： 4 （2- 其中Twater为开放式跑道池中池水的温度，K；T为当地气温，K为水面的辐水池与外界的显热换热包括水池与土壤的传导换热量Hb对于水池与大气间的传热量，本文选取文献[53]中经验公式对其进行计算。公式如式2-15所示：H0.46(abW2) T （2- aw和bw均为无量纲的风力利用系数（Windfunctioncoefficient）9.20.46[53]；W为当地风速，各地的累年月均风速数值均可通过中国气象数据网查换热量本文选取文献[53]中经验公式对其进行计算。经验公式如下所示：H0.46(abW2)(ee （2- 其中，es为水面处的饱和蒸汽压力，mmHg；ea为水面处水蒸汽的实际压力，mmHg。饱和蒸汽压力es与水蒸汽的实际压力ea的差，是一个与气温和相对湿度有关的参数，根据文献[54]的推导，其计算关系式为esea0.625exp(0.064T)0.625exp(0.064T)RH 其中RH 为相对湿度，各地的累年月均相对湿度值均可通过中国气象数据网查得[52]Hm处的水体与外界的交换的热量也可以通过一定时间内水温

cH

（2-dTwaterHnetTwater,T,I0,nHcTwater,T,WHeRH,W cH

（2-当水池与外界完全达到热平衡时，热交换为0dTwater0。此时的水温即平衡水温，原式（2-19）HnetTwater,T,I0,nHcTwater,T,WHeRH,Wc

（2-不同城市开放式跑道池培养微藻的理论本文使用修正的微藻生物质生长模型，对海口（热带季风气候）、杭州（带季风气候）、威海（温带季风气候）以及（带季风气候）这4个地区的对开强度、气温、风速、相对湿度和云度这5个气象数据，均自中国气象数据网1971~2000年的累年月值数据[52]。表2-1列举了地区的累年各月气象数据：表2-1地区的累年各月气象数据℃%%℃ 2-3分别展示了上述四个地区各月份微藻的单位面积理论产率和上限产2-32-3中可以看出，上述四个地区的单位面积微藻产率上限和理论产量均随季大值；其中，微藻的产率上限仅受辐照度一个变量影响，其大小直接正比于各地区的辐照度。因此各地全年范围内的微藻单位面积产率上限均大于0，一般在27.3g/m2/day，并可实现全年不间断生产。行时长仅有7个月。杭州和地区气候类型相似，因此跑道池全年正常运行时长相同，各月份微藻理论产率相近。需要特别的是，尽管各地区在五月~九月份辐估算值与跑道池实际产率的比在现有的研究中，Benemann[66]Lundquist[21]分别使用中试规模（pilotscale）的开放式跑道池，在加利福尼亚州布劳利地区（Brawley,California）对微藻进行了逐月面积产率归总后如图2-4所示，本研究中对地区估算得到的微藻理论产率亦如图2-4所示。2-4比2-4BenemannLundquist文中得到的微藻实际单位面积产率在全得到的趋势类似；从具体的产率上看，Lundquist文中显示的微藻产率较高，不同月份4~38g/m2/dayBenemann文中显示的微藻产率相对较2.5~23g/m2/day之间。本研究估算的结果在两者显示的范围之内。本章小本章通过使用微藻的生物质生长模型和开放式跑道池的水温模型，结合中国气象数据网提供的累年逐月数据，对海口、杭州、威海以及这4个国内气候代表性 一个变量的影响，因此各地区各月份的微藻单位面积产率上限均超过43g/m2/day，最时受到水温和光饱和效应的影响，因而各地区各月份的单位面积微藻理论产率均远小0~34g/m2/day之间。除海口地区以外，其他三个地区由于冬尽管各地区在五月~九月份辐照强度差异较大，但是受到光饱和作用影遍高达90%。因此，在使用微藻为原料生产生物柴油之前，须使用多级脱水、素在一定程度上抵消了微藻的优势，给微藻的能源化利用带来了巨大的。开放式跑道池微藻柴油生产系统及其生命周期系统边本文研究的开放式跑道池微藻柴油生产系统采用Lundquist[55设计的，面积为40000m²的开放式跑道池对小球藻（Chlorellavulgaris）进行培养，小球藻的性质参f/2培养液[56]，微藻CO2来自附近电厂排出的烟气，尿素和磷酸氢钾则分别对微藻所3-1小球藻(干藻)的性质参数

C元 N元素P元 （C443H7O144N1 %%%% 3-2f/2培养液的组成成分浓度浓度5Fe10-10-3-1所示，分为微藻的农业取后得到的去脂藻渣将被送入厌氧发酵单元，产生用于发电沼气供整个系统使用。生产流程中各个阶段的详细参数将在3.2节中进行介绍。3-1在本文的能耗和排放研究能单位设定为生产1ton微藻生物柴油。微藻柴油的生命周期系统边界定义为“从油井到油罐”（Fromwellto，涵盖微藻柴油生1ton微藻生物柴油过程中各（MJ/ton为生产1ton微藻生物柴油过程中各个环节直接和间接排放的温室气体排放总量（CO2eq/ton。各项物资生产过程的化石能源消耗因子和温室排放因子选取自7.2数据库和近期相关文献[38,58,59]，数据如表3-3所示3-3各项物资的能耗与排放数据（kg生产流程及工艺池基于Lundquist的设计，为面积40000m²，深度0.3m的环形浅池。整个微藻柴油生产系统共包含25个这样的跑道池，总种植面积S为100公顷。结合第二章中算得的微产量（Ptotal，kg/day）为 S （3- 开放式跑道池的结构如图3-2所示，池子一侧装备有由电机驱动的桨轮装置，跑24h0.25m/s的速度环绕跑道池流动，以防止微藻发生沉淀[55]1mCO2扩散槽[55]布置于跑CO（CO2的溶解量[55]。3-2开放式跑道池的俯视图（a）和截面图全部25个跑道池的桨轮电机每天消耗的电能 （KWh/day）计算公式为 =（Qhtotalg）T桨轮 （3-桨

式中，桨轮——桨轮的传动效率，40%[55]；——培养液的密度——重力加速度9.81kg²m/s²；——跑道池中培养液每秒的流量，由跑道池参数算得为2.25m³/sT桨轮——桨轮每天的运行时间，24h/dayhtotal——单个跑道池水

htotal=hb+hcvhb=2K

（3-（3-R4chv2R4c

L （3-hs （3-K——一个180°弯头具有的局部损失系数，参考文献[55]取2v——跑0.R0.294mL180°弯道E浆轮为：5492KWh/day。E=Qihig （3-

式中，Ei——水泵i每天的电耗，KWh；水泵——水泵的效率，站内外水泵效率均为67.5%[38]Q——水泵i的日均流量，m³/dayh——水泵i的扬程，m。 运行。参考文献[38]，本文将水泵输水过程中的水头损失 跑道池收获的培养液（Q收获，m³/day）和从收获单元回收的培养液（Q

=

（3-藻藻Q回收=Q收获1-X藻）R 式中，X——收获的培养液中微藻的质量分数，0.05%[38]；R——培养液的回藻收率，90%[61]要克服的水头总量h’也包括三个组成部分：从水源地到跑道池提升的海拔h s输送过程中的沿程阻力损失hL(m)，沿程阻力损失通过式（3-10）计算得到：sh=L （3- d0.8mvp——管道中水流速度，m/s管道沿程阻力系数的计算公式取决于输送管道中雷诺数（Re）的大小，Re=vpk=0.309（lgRe

（3-（3-）7k1³10-6m2/s物质中消耗量最大的分别是：CO2、NP肥。如上文所述，微藻生长过程中所需的N元素和P元素通过尿素和磷酸氢二钾（K2HPO4）进行补充；而对于CO2，本文假设微藻生长所需的CO2主要来自附近火电厂排放的电厂烟气（CO2的浓度为12.5%微藻生长所需的N肥和P肥有两个用途：一部分用于构成小球藻的细胞，另一部分则用于维持微藻培养液中NP元素NP肥消耗量正比于微藻的3-1给出小球藻元素构成和（详4.2节，1kg干藻所需的尿素和磷酸氢二钾（K2HPO4）0.177kg和CO2通过附近电厂提供，全部用于构成小球藻细胞。根据小球输送装置的能耗为：0.108KWh/kg干藻。当培养液中的微藻到达一定浓度时，需要对其进行收获。但是如前文所述，藻进行脱水和干燥。鉴于复合式脱水工艺相比于单一方式的脱水工艺能够更好一过程中，经絮凝沉淀后的藻液将被送入浮选池中，浮选池底部会注入直径为数如表3-4所示。3-4微藻脱水过程中的主要参数参单取%X%1%6%絮凝沉淀工艺的分离效率%气体浮选工艺的分离效率浮%机械离心工艺的分离效率离%EE微藻的细胞由厚实的细胞壁，为了增加对微藻油脂的萃取效率，增大微藻柴油的产率，就需要打破微藻细胞，微藻细胞的内容物。本研究中对微藻79%，因此为了使大部分细胞破碎，本文将对藻浆进行两次均质化处理。均质化过会残留少量藻浆，这些藻浆将作为副产品加以利用。微藻均质化过程的主要参数如表3-5所示。3-5微藻均质化过程的主要参数参单取%%两次均质化过细胞破碎率破% 微藻回收率均质%当浓缩藻浆经过均质化处理之后，可以使用对微藻细胞中所含的油脂进行提取处理。可供油脂提取的种类繁多，比较常见的溶剂包括:氯仿/甲析出，溶剂和溶质的混合比例为5:1[62]；萃取完成后，含有油脂的混合溶剂将被送入使用，而产物初级藻油将进入酯交换反应阶段继续加工[7,62]。油脂提取过得到的表3-6所示：3-6参 单 取 油脂提取率提 g/kgKWh/kgKWh/kg3-7酯交换过程的主要参数参单取℃kg/tonkg/tonkg/tonkg/tonkg/tonkg/tonKWh/tonKWh/ton如图3-1所示，在本文研究的微藻柴油生产流程中主要会产生两种副产品：一种 去脂残渣本身仍具有较高的能量，但是由于其含水量较高（88%），无法直将分别作为发电和有机肥料供整个系统使用，以减少电能和肥料的消耗。计算得到的去脂残渣性质如表示。3-8参 单数 去脂残渣中C元素含量XC 去脂残渣的低位发热量LHVresidual MJ/kg藻根据文献[38]给出的厌氧发去脂残渣将在35℃的中温发酵罐中停留20天。发酵结束后约46%的固态碳转化为了生物气，该生物气的成分为67vol的甲烷和33%volCO2，将在净化后送入电站发电，发电效率32%。发酵罐中剩余的沼渣则将作为有机肥料回到微藻跑道池中循环利用。根据文献[38]N元素P元素分别占去脂藻渣中N元素P元素61%51%；发酵过程中的热0.220.085KWh/kg固态脱脂藻渣；生物气净化过程的能耗为结果与分3.2节中设计的微藻柴油生产系统，本节将以第二章计算得到我国典型气候根据3.2节中给出的微藻柴油生产过程参数，可以得到微藻柴油生产系统每天的微藻柴油理论产量(PBD，ton/day)计算公式（3-13）。PBDPtheoryii

（3-S——整个系统的种植面积，100hm²；i——微藻柴油生产的流程中各个5.98ton3.57ton0.1ton的甘油副产品。剩余3-9-----------2-3中可以看出，上述四个地区在每年的四月至十月均可以正常运行，且表7个月，系统全为了对微藻柴油的生命周期能耗与排放进行评估，需要对生产1ton微藻生物3-101ton 微藻培养过程：微藻需求kg/ton生物柴烟气供应量kg/ton生物柴尿素消耗量（不使用发酵有机肥时kg/ton生物柴K2HPO4消耗量（不使用发酵有机肥时kg/ton生物柴电耗——电耗——站外电耗——站内水电耗——烟气输微藻脱水过程：电耗——气体浮生物电耗——机械离生物电耗——均质 KWh/ton生物柴 油脂提取过程：正己烷消耗 kg/ton生物柴 电耗——油脂提 KWh/ton生物柴 酯交换过程：

KWh/ton生物柴 甘油生成kg/ton生物柴初级藻油消耗量kg/ton生物柴甲醇消耗kg/ton生物柴kg/ton生物柴kg/ton生物柴kg/ton生物柴电耗——酯交 KWh/ton生物柴 藻渣厌氧发酵过程：

KWh/ton生物柴 脱脂藻渣处理量（干重kg/ton生物柴kg/ton生物柴kg/ton生物柴KWh/ton产生的有机肥中N的含kg/ton产生的有机肥中P的含kg/ton电耗——厌氧发KWh/ton热耗——厌氧发KWh/ton电耗——生物气净化KWh/ton大，生产1ton微藻柴油过程中桨轮消耗的电量越小；分时间里微藻柴油日均产量均达到和超过3ton/day，而站外水泵的电耗均在作为标准，在这情况下，根据表3-3中给出的各项物资的能耗与排放数据，生产1ton微藻柴油时系统各个环节的能耗和温室气体排放结果如图3-3所示。MJ/tonMJ/ton耗0耗----

温室气体排0----3-3微藻柴油生产过程中各个环节的能耗和排放（3ton/day）程，整个种植过程生了66789.1MJ/ton的化石能耗，占总能耗的65.5%，远高于耗能第二高的均质化过程（10.6%）。培养过程中能耗较高的主要原因在于肥料35.1%。在所有过程中，油脂提取过程产生的化石能耗最低，仅为总能耗1/3的化肥施放，减少了每吨生物柴油13405.2MJ的化石消耗。生产1ton微藻柴油过程中产生的副产品总共能够为系统带来94464.9MJ的化石收益，足以抵消掉整个生产过程中92.6%的化石消耗，此时整个系统向外输出的能量将大于系统自身消耗的化石能量，系统可以持续运行。因此可以得出结论：微藻柴油生产系统60%以上的排放。这一过程中，肥料的使用产生的排放最为39.4%。同样，副产品的使用也能给系统带来大量的温量的CO2，系统每生产1ton微藻柴油从外界额外消耗16100kgCO2，足以抵消掉整个生产过程产生的当量CO2排放量。7个参数对微藻柴油的生命周期化范围如表4-3所示。3-11参单下基准上%%%烟气中CO2%3-43-4分别显示了各项变化参数对生产微藻生物柴油的生命周期化石燃微藻柴油生命周期化石消耗MJ/ 微藻单位面补充水输送管道的长度图3-4微藻生物柴油生命周期化石消耗的敏感性分分析图3-4可以知，在所有变化参数中，对微藻生物柴油生命周期化石消耗速度以及N元素的循环比例这四个参数。其他三个参数对生命周期化石消耗的影但是考虑实际情况水流速度一般不宜低于0.2m/s，因此对节能的帮助相对有限。微藻柴油的生命周期温室气体kgCO2eq/ 微藻单位面烟气中CO2的体3-53-4类似。对微藻柴油的生命周期排放这一指标而N元素的循环比例。P元素循环比例以及补充水输送管道长度这两项参CO2的体积分数对微藻生物柴油的温室气体排放完全没因此，减小微藻生物柴油生命周期温室气体排放的途径和减少化石消耗的途以及增加N元素的循环比例。本章小3.57ton0.1ton的甘油副产品。开放式跑道池微藻柴油生产系统对所在地温度要求较高，因此为了保证系统全年的生产效率，应尽选择在我国南方春冬季温度较高的地区进行开方式跑道池微藻柴油生产系统的安装。36.5%，系统不具备运行的可行性。不过，生产过程中产生的副产品能够给系统带来巨大的能耗减少微藻柴油生命周期化石消耗和温室气体排放的途径类似，提高微N开放式跑道池微藻柴油生产系统的生命周期水评式跑道池微藻培养系统势必消耗大量的水源。因此，在评估微藻柴油这一新型生物质时，除了要考虑其生命周期内的能耗及排放，也应该对其整个生命周期内消产的微藻柴油进行水评估。义目标与边界、水分析、水评估以及结果四个部分。因此首先f/2培养液。系统的工作方式为半连续式，每天在夜间对微藻进行收因此本文水评估的研究目标为：结合国内气候条件和水文数据，对我国四个典型地区（、威海、杭州和海口）的同一型开放式跑道池微藻柴油生产系统生产的微藻柴油进行生命周期水评估。以评价不同地理环境和季节变化下生产微藻柴水研究的生命周期系统边4-1所示，包括微藻的种植、收获与脱水、藻浆匀化、油脂提取和藻油酯交换，涵盖微藻柴油生产的整个过程。水研究的功能系统边界之内。由于目前国内文献缺少电能，肥料以及其他辅助物品包含的水数图4-1微藻柴油的生产流程系统边界（箭头的颜色反映了各个环节中产生水的类型：蓝水、绿水以及灰水）大生产阶段。因此，微藻柴油的生命周期水（WC，m³/ton）通过农业培养阶产生的水（Wagr，m³/on）与工业加工阶段产生水（WFind，m³/on）相加得WFLCWFagr （4-水分 系统水需求量（WD，m³/day）反映了为保证整个微藻柴油生产系统正常运行每段的水需求量（WDind，m³/day）这两大部分WDindn

（4-其中WDind,n——微藻柴油工业加工阶段中第n个工艺环节的净水补充量m³/day以通过雨水进行补充。因此，需要对微藻农业培养阶段的水平衡情况进行分析，以确定该阶段中水需求量大小。农业培养阶段的水平衡情况如图4-2所示。

Q3降雨 Q2蒸发损

Q7可溶性气

Q15降雨较多时额图4-2微藻农业培养阶段中的水平衡情况 Q2Q4Q8Q13Q15Q1 （4-式中，Q1——人工补充净水，m³/day；Q2——开放式跑道池蒸发损失水，m³/day；Q3——降雨量，m³/dayQ4——开放式跑道池泄漏的培养液，m³/dayQ8——进入工业阶段的浓缩藻浆，m³/day；Q13——系统排出的培养液，m³/day；Q15——降雨较多时系统额外排出的培养液，m³/day（Q15仅在降雨量较大的情况下出现，不是农其中开放式跑道池泄漏的培养液 、进入工业阶段的浓缩藻浆量 和系统排量Q13分别由式（4-5）~式（4-7）计算得Q4qleak （4-Q8Ptheory （4- 絮 浮 离Q13(1R) （4-式中，q ——开放式跑道池的泄漏系数，0.0011mm/m²/day[60]；S——整个系絮凝——絮凝沉淀工艺后微藻的收集率，90%；浮选——气体浮选工艺后微藻的收集率，90%；离心——机械离心工艺后微藻的收集率，95%；R ——培养液的回收系数，90%；Q12——各脱水工艺中剩余的全部培养液，m³/day；综上所述，农业阶段的水需求量WDagr可以通过式（4-8）计算得到WDagrQ2Q4Q8Q13 分降雨被称为有效降雨（Q3effect，m³/day），其计算方式由方程组（4-9）所示：Q3effect

Q3

（4- Q3 如前文所述，微藻柴油的生命周期水WFLC由农业培养阶段产生的因此只产生灰水和蓝水。该阶段的蓝水（WFBlue,ind，m³/ton）即生产1ton微通过文献调研得到[63]PWFBlue,indP

（4-迹之和（bgWFagrm³/ton）等于微藻生长过程蒸发损失水量Q2

（4-此农业生产阶段产生的蓝水（WFBlue,agr，m³/ton）和绿水（WFGreen,agr，m³/ton）

Q2

(Q1Q3

（4-P PPP

Q2

(Q1

（4- 灰水最初也被称为稀释水（Dilutionwaterfootprint）[42]，反映生产某一根据文献[42]对灰水的定义，某一产品的灰水为：

（4-

式中，Li——生产这一产品产生的污染物i的总量，kg；Cmax,i——水体中对这种污染物的浓度承载上限mg/LCnat,i——未受污染的天然水体中这种污染物的浓度，mg/L； i , i MAX( Q i , i max, ——f/2培养液中总P的浓度，根据培养液成分换算为0.81mg/L；Cmax,N——水体可以承受的总N浓度上限10mg/L[65] 5mg/L[Cnat,N和Cnat,P——天然水体可以总N和总P的浓度，由于缺少这两种污染指标在天然水体中的初始浓度，因此本文中将两者均假设为0mg/L。结果与分4个典型地区微藻的柴油生产系统各月份的微藻柴油产量、系统水需求量和微藻柴油的生命周期水等结果。这些结果如表4-2所示。4-2地水水水周期水%一--------二--------三四五六七八九十--------年值水水水周期水%一--------二--------三--------四五六七八九十----------------年值水水水周期水%一--------二--------三四五六七八九十--------年值水水水周期水%一二三四五六七八九十年值别为6.3%和65.5%，差异巨大。从微藻柴油的水来看，各个系统在全年各个月份生产的微藻柴油的生命周期周期水较大的月份普遍集中在各个系统微藻柴油产量较低的月份。而在各系统微迹保持在2407.0~3102.2m³/ton之间，变化幅度相对较小。从水的组成来看，灰水是生命周期水的最大组成部分，各个系统各月份生产的微藻柴油中的灰水足迹均可达到生命周期水的50%以上；蓝水是微藻水的第二大组成部分，1ton微藻柴油，产生的绿水只有217.9m³/ton，仅占生命周期水的7.4%。鉴于表格中显示的数据较多较杂，难以一一进行讲解。因此下文将着重以系统为例，使用的形式分别对系统水需求量和微藻柴油的水进行逐月分析，以图4-4系统各月的系统水需求量及微藻单位面积产该系统可以每年的三至十一月正常运。运行期间各月微藻位面积产是2/m2·day于7/ m2day过25g/（m2day。系统的水需求量与单位面积产量有显著的相关性（两者相关系数R²=0.983）,量只有50m³·hm2·day1之后逐月增加，到七月份时水需求量达到全年最大值：--从不同生命周期阶段分析,微藻柴油生产过程的水需求量几乎全部来自农业培养阶段，而工业加工阶段的水需求量只有0.03~0.15mhm-2d-1，仅占系统水需求量的0.1%，可以忽略不计。从补充水的构成分析，系统主要使用人工提供的净水补充系统水需求量。降923%，其季节变化对微藻柴油水的影图4-5显示了系统在运行区间内，各月份生产的微藻柴油的生命周期水及水的构成。图4-5系统各份月生产的微藻柴油的生命周期水量较低，微藻柴油的生命周期水分别达到了4975和6020m³/ton，远高于全年范围内生产1ton柴油的生命周期水。而从四月份到十月份，微藻柴油的生命周期水足迹为2621~3107m³/ton，相对稳定。从不同生命周期阶段分析，农业培养阶段贡献了生命周期水的绝大部分（各99%；化而变化，可以忽略不计。在农业培养阶段中，灰水是水的最大组成部分，阶段和排放了含有较多化肥的培养液，为了使培养液中的总N达到排放标准，需为了辨识各个变化参数对系统水需求量以及微藻柴油水的影响情况，找到降低水需求量和水总量的方法。本文选取了包括微藻单位面积产量、微藻含油率在内的7个参数进行了敏感性分析。体取值范围如表4-3所示。4-3参单下基准值上微藻单位面积产微藻含油%蒸发水池泄漏培养液回收系数%藻浆%培养液中总N的浓4-64-7分别显示了各项变化参数对系统水需求量以及微藻柴油生命周期水的影响。旋风图正中间的黑线显示的是基准值时得到的结果，左右两侧显示了 微藻单位面微藻培养液中总N4-6可以知，在所有变化参数中，微藻单位面积产量和蒸发量这两个自然人为参数中，培养液回收系数的变化对系统水需求量具有最大的影响；水池量和N的浓度对系微藻柴油的生命周期水/m3·ton- 2000400060008000微藻单位面培养液中总N的藻浆

图4-7微藻柴油生命周期水的敏感性分4-7可以知，在所有变化参数中，微藻单位面积产量对微藻柴油的生命周降到5g（m2²day生产1ton微藻柴油的生命周期水会从3385m³/ton激增到9096m³/ton。而当微藻产量达到一定程度时，继续提高产量对水的减小作用相对较小。这也就解释了系统微藻柴油的水在三月和十一月较高，而在其他月份相对平稳的原因；在人为参数中，对水影响较大的参数依次为：微藻含油量、培养液中总N的浓度以及培养液回收系数。因此，选取含油量较高的藻种、使用N元素。模型，对该系统在不同区域，不同季节的系统水需求量和微藻柴油生命周期水进期水均会发生较大变化。当微藻单位面积产量较低时，生产的生物柴油会具有极高的水。高的年平均生命周期水，该系统的各月份生产的微藻柴油的生命周期水在2621~6020m³/ton之间，系统水需求量为45~145m³·hm-2·day-1。其中灰水是水高灰水的原因，使用N元素含量较低的培养液、人为提高培养液回收率以及对开全文总结与工作展全文总等优点。以微藻为原料生产车用替代对于解决化石短缺、温室效应加剧具有微藻生物柴油的优势和劣势，需要从生命周期的角度对微藻生物柴油这一新型生物燃料进行能耗、排放以及水评估。区使用这套系统得到的微藻生物柴油产量，生产的生物柴油具有的生命周期化石消耗、温室气体排放以及水进行了计算和评估。得到的主要结果如下所示：：上述四个地区使用开放式跑道池培养微藻时，各地区的微藻单位面积产率上限和理论产率均随季节发生明显变化，在全年范围内呈先增加后减少的趋势；受到光饱和效应以及温度的影响，四个地区各月份的微藻单位面积理论产率在0~3/y之间，均远低于相对应的单位面积产率上限；上述四个地区在夏季期间尽管光照强度差异较大，但是受光饱和效应的影响，理论产率非常接近，因此均可使用规格的开放式跑道池微藻柴油生产系统。面积100公顷。系统每生1ton微藻柴油需要消耗干重5.98ton的微藻原料，同时3.57ton的脱脂藻渣和0.1ton的甘油副产品。开放式跑道池微藻柴油生产系统对所充分的利用；减少微藻柴油生命周期化石消耗和温室气体排放的途径类似，提高N产的微藻柴油的生命周期水均会发生较大变化。当微藻单位面积产量较低时，生产的生物柴油会具有极高的水；在本文选取四个地区的微藻柴油生产系统中，武汉系统生产的微藻柴油具有最高的年平均生命周期水，该系统的各月份生产的微藻柴油的生命周期水在2621~6020m³/ton之间，系统水需求量为量营养物是造成高灰水的原因，使用N元素含量较低的培养液、人为提高培养液水；另外使用雨水作为补充水源，可以显著降低人工淡水供应量，减少对人类生下一步工作建议微藻生物柴油近年来引起学术界和工业界广泛关注，其有望降低全球对化石周期评估法对微藻柴油进行评估有助于对微藻生物柴油的生产过程进行优化，减能耗、GHG排放以及水的评估。但是仍有许多其他亟待解决的科学问题，相关工本文主要从生命周期的角度对微藻生物柴油的生命周期排放和水进行本文在进行水研究时未将研究地区的水稀缺情况充分纳入考虑，得到的水结果并不能完全反映出水资源消耗对当地环境的影响。举例来说：在1m³的纯净水，显然会比在水资源充沛的地区消index（CO2e，致敬的老师和同学，正是的帮助，我才能克服，正是的指导，我才首先我要感谢的是导师徐明厚教授。正是因为恩师当初的提携，我才的以进年的生涯中受益匪浅，我将铭记在心。其次我要感谢的是老师龚勋。本人阶段的科研工作是在恩师龚勋的殷切和耐心指导下开展和进行的，衷心感谢恩师对谆谆教诲和悉心。从最初研究课题的选择，到数据的收集以及模型的建立，直至恩师的汗水和心血。恩师开阔的视野、严谨的治学态度、的性格，深深地感究生生涯中对教育和指导，正是他们细心的教导，让我克服了科研道一个又一个的难题；感谢和我同一届进入课题组的12位伙伴们，正是他们的鼓励和帮助，让我三年的生涯充满了开心和。在此，我还要对课题组中所有的师弟和师妹表DudleyB.BPStatisticalReviewofWorldEnergy2015[J].ZhangL,XuC,ChampagneP.Overviewofrecentadvancesinthermo-chemicalconversionofbiomass[J].EnergyConversion&Management,2010,51(5):969-82.MckendryP.Energyproductionfrombiomass(Part1):Overviewofbiomass[J].BioresourTechnol,2002,83(1):37.NaikSN,GoudVV,RoutPK,etal.Productionofandsecondgenerationbiofuels:Acomprehensivereview[J].Renewable&SustainableEnergyReviews,2010,14(2):SinghA,OlsenSI,NigamPS.Aviabletechnologytogeneratethird‐generationbiofuel[J].JournalofChemicalTechnology&Biotechnology,2011,86(11):1349-53.HuQ,SommerfeldM,JarvisE,etal.Microalgaltriacylglycerolsasfeedstocksforbiofuelproduction:sandadvances[J].Theplantjournal,2008,54(4):621-39.ChistiY.Biodieselfrommicroalgae[J].Biotechnologyadvances,2007,25(3):294-DismukesGC,CarrieriD,BennetteN,etal.Aquaticphototrophs:efficientalternativestoland-basedcropsforbiofuels[J].CurrentOpinioninBiotechnology,2008,19(3):235-40.MenetrezMY.Anoverviewofalgaebiofuelproductionandpotentialenvironmentalimpact[J].EnvironmentalScience&Technology,2012,46(13):7073.SheehanJ,DunahayT,BenemannJ,etal.AlookbackattheUSDepartmentofEnergy’saquaticspeciesprogram:biodieselfromalgae[J].NationalRenewableEnergyLaboratory,1998,328(LiuX,SaydahB,ErankiP,etal.Pilot-scaledataprovideenhancedestimatesofthelifecycleenergyandemissionsprofileofalgaebiofuelsproducedviahydrothermalliquefaction[J].Bioresourcetechnology,2013,148(163-71.李涛,,万凌琳,等.中国微藻生物质能源专利技术分析[J].可再生能源,2012,2012年03):36-42.罗丹，刘涛，朱明壮，等 基于海洋微藻的生物柴油方法 中国专利WangY,ChenT,QinS.HeterotrophiccultivationofChlorellakessleriforfattyacidsproductionbycarbonandnitrogensupplements[J].Biomass&Bioenergy,2012,47(47):吴庆余，，.利用微藻油脂生物柴油的方法[P].中国专利吴庆余，熊伟.一种从自养到异养两步培养小球藻生产生物柴油的方法[P].中国PruvostJ,VoorenGV,GouicBL,etal.Systematicinvestigationofbiomassandlipidproductivitybymicroalgaeinphotobioreactorsforbiodieselapplication[J].BioresourceTechnology,2011,102(1):150.JorqueraO,KiperstokA,SalesEA,etal.Comparativeenergylife-cycleysesofmicroalgalbiomassproductioninopenpondsandphotobioreactors[J].BioresourceTechnology,2010,101(4):1406-13.WeissmanJC,GoebelRP.DesignandysisofMicroalgalOpenPondSystemsforthePurposeofProducingFuels[J].Energy,1987,98(LundquistTJ,WoertzIC,QuinnNWT,etal.ARealisticTechnologyandEngineeringAssessmentofAlgaeBiofuelProduction[J].EnergyBiosciencesInstitute,2010,ShelefGS,SukenikA,GreenM.MicroalgaeHarvestingandProcessing:ALiteratureReview[J].Algae,1984,8(3):237–44.UdumanN,QiY,DanquahMK,etal.Dewateringofmicroalgalcultures:amajorbottlenecktoalgae-basedfuels[J].Journalofrenewableandsustainableenergy,2010,2(1):SandbankE,VanVuurenL.MicroalgalHarvestingbyinsituAutoflotation[J].scienceandtechnology,1987,19(12):385-ShelefG,SoederCJ.Algaebiomass:productionanduse[J].BoerKD,MoheimaniNR,BorowitzkaMA,etal.Extractionandconversionpathwaysformicroalgaetobiodiesel:areviewfocusedonenergyconsumption[J].JournalofAppliedPhycology,2012,24(6):1681-98.GrimaEM,MedinaAR,GimNezAG,etal.Comparisonbetweenextractionoflipidsandfattyacidsfrommicroalgalbiomass[J].JournaloftheAmericanOilChemists'Society,1994,71(9):955-9.YounghooK,YongkeunC,JungsuP,etal.Ionicliquid-mediatedextractionoflipidsfromalgalbiomass[J].BioresourceTechnology,2012,109(4):312-5.ChoiSA,OhYK,JeongMJ,etal.EffectsofionicliquidmixturesonlipidextractionfromChlorellavulgaris[J].RenewableEnergy,2014,65(5):169-74.HalimR,GladmanB,DanquahMK,etal.Oilextractionfrommicroalgaeforbiodieselproduction[J].BioresourTechnol,2011,102(1):178.TornabeneTG,HolzerG,LienS,etal.LipidcompositionofthenitrogenstarvedgreenalgaNeochlorisoleoabundans[J].Enzyme&MicrobialTechnology,1983,5(6):435-40.[32