于2010年立項(xiàng)、2011年啟動(dòng)的我國(guó)微藻能源方向的首個(gè)國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(“973計(jì)劃”)項(xiàng)目“微藻能源規(guī)?；苽涞目茖W(xué)基礎(chǔ)”，于2011年2月19日在浙江省嘉興市嘉興科技城正式啟動(dòng)。該項(xiàng)目由華東理工大學(xué)、中國(guó)海洋大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、北京化工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院海洋研究所、中國(guó)石油大學(xué)(北京)、中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所、中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所、中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、華南理工大學(xué)、廈門(mén)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所和江西新大澤實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司等單位聯(lián)合組織實(shí)施。該項(xiàng)目的依托部門(mén)是上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)，依托單位是華東理工大學(xué)，華東理工大學(xué)生物反應(yīng)器工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李元廣教授為該“973”項(xiàng)目的首席科學(xué)家。
資源、能源和環(huán)境是當(dāng)前人類(lèi)社會(huì)發(fā)展急需解決的三大難題。而我國(guó)能源短缺形勢(shì)嚴(yán)峻，石油等化石能源儲(chǔ)備嚴(yán)重不足，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)和社會(huì)高速發(fā)展的需要，迫切需要從戰(zhàn)略角度發(fā)展新的可再生能源。受技術(shù)和資源等因素限制，核能、風(fēng)能、潮汐能以及太陽(yáng)能等可再生能源，還無(wú)法替代石油等傳統(tǒng)化石能源，且液體燃料仍具有不可替代性。近年來(lái)，作為液體燃料之一的生物柴油，已成為國(guó)際上發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的生物能源產(chǎn)品之一，是國(guó)際上可再生能源的新生力量，因其可直接利用現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)及加油站等設(shè)施，且對(duì)環(huán)境友好(N、S含量低)，同時(shí)其熱值接近化石柴油，因而發(fā)展迅猛，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在柴油市場(chǎng)所占比例穩(wěn)步上升，但原料不足是限制國(guó)內(nèi)外生物柴油大規(guī)模發(fā)展的重要瓶頸。
目前，生產(chǎn)生物柴油所用原料均靠種植油料植物，棕櫚樹(shù)、麻風(fēng)樹(shù)、油菜等。由于油料植物的油脂面積產(chǎn)率不高，大力發(fā)展生物柴油必然要占用大量耕地，影響糧食生產(chǎn)。而微藻種類(lèi)繁多、分布廣、繁殖快，是最簡(jiǎn)單、最古老的低等植物，它可直接利用陽(yáng)光、CO2及N/P等簡(jiǎn)單營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)快速生長(zhǎng)并在胞內(nèi)合成大量油脂(主要是甘油三酯)，為生物柴油生產(chǎn)提供新的油脂資源；同時(shí)可以利用我國(guó)廣闊的鹽堿荒地等非耕土地，孕育一條生物柴油開(kāi)發(fā)的新途徑，必將在我國(guó)能源供給和國(guó)家安全保障、低碳經(jīng)濟(jì)與節(jié)能減排的發(fā)展以及緩解生物能源發(fā)展中存在的“與人爭(zhēng)糧、爭(zhēng)地和爭(zhēng)水”矛盾等方面產(chǎn)生重大影響，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的客觀要求，微藻能源的發(fā)展非常必要，十分緊迫。
微藻能源雖然發(fā)展前景廣闊、優(yōu)勢(shì)獨(dú)特，已獲國(guó)內(nèi)外公認(rèn)，但迄今為止世界各國(guó)在該領(lǐng)域的研發(fā)工作還停留在實(shí)驗(yàn)研究和中試論證的起步階段，均遇到技術(shù)不成熟而導(dǎo)致成本高這一瓶頸，因而微藻能源在全球尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)?；苽淝一A(chǔ)研究薄弱。如果我國(guó)能在國(guó)際上率先探明微藻能源規(guī)?；苽渲械年P(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，并據(jù)此開(kāi)發(fā)出低成本的微藻能源規(guī)?；苽浼夹g(shù)，無(wú)疑將可在國(guó)際上占領(lǐng)微藻能源開(kāi)發(fā)制高點(diǎn)，握住未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。
“973”項(xiàng)目“微藻能源規(guī)?；苽涞目茖W(xué)基礎(chǔ)”，將以推動(dòng)微藻能源規(guī)?；苽渲泻诵募夹g(shù)的重大突破為目標(biāo)，以能源微藻戶(hù)外大規(guī)模培養(yǎng)的實(shí)際條件為背景，以提高微藻能源規(guī)?；苽湎到y(tǒng)中各單元的效率為主線，研究從藻種選育到微藻能源規(guī)模化制備系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中亟待解決的生物學(xué)及工程學(xué)方面的3個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題---“能源微藻胞內(nèi)代謝及油脂合成與積累的系統(tǒng)生物學(xué)機(jī)制”、“能源微藻規(guī)模化光自養(yǎng)培養(yǎng)的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化及環(huán)境調(diào)控規(guī)律”和“微藻能源規(guī)?；庸ぜ跋到y(tǒng)集成優(yōu)化原理”。
圍繞上述3個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，本項(xiàng)目擬從胞內(nèi)代謝認(rèn)知、規(guī)模培養(yǎng)、能源產(chǎn)品加工與系統(tǒng)集成優(yōu)化三個(gè)層面進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究。第一個(gè)層面是以藻種選育及細(xì)胞本身基礎(chǔ)代謝規(guī)律與調(diào)控機(jī)制發(fā)現(xiàn)為主要研究?jī)?nèi)容；第二個(gè)層面是從規(guī)模培養(yǎng)角度，研究微藻細(xì)胞對(duì)環(huán)境響應(yīng)與調(diào)控機(jī)制、光生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)原理和放大規(guī)律、能源微藻光自養(yǎng)培養(yǎng)工藝優(yōu)化及放大方法；第三個(gè)層面主要是從藻細(xì)胞采收、油脂提取、生物柴油制備、非油脂組分綜合利用等能源微藻加工及培養(yǎng)與加工系統(tǒng)集成優(yōu)化角度，挖掘提高效率的原理和方法。
該“973”項(xiàng)目包括“能源微藻優(yōu)良藻種(株)選育原理與綜合評(píng)價(jià)體系”、“能源微藻光合固碳和油脂積累的代謝網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)生物學(xué)研究”、“基于光照方向混合及光衰減特性的光生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)與放大原理”、“能源微藻規(guī)?；庾责B(yǎng)培養(yǎng)過(guò)程的環(huán)境響應(yīng)、優(yōu)化及放大原理”、“能源微藻采收、油脂提取及生物柴油制備原理與方法”和“非油脂組分資源化利用優(yōu)化及微藻能源規(guī)?；到y(tǒng)集成”等 6個(gè)課題。
本項(xiàng)目具有鮮明的生物學(xué)和工程學(xué)交叉特色及基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究與技術(shù)應(yīng)用密切結(jié)合的特色，預(yù)期于2015年實(shí)現(xiàn)微藻能源規(guī)?；苽渲械年P(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題的重大突破，為產(chǎn)業(yè)化技術(shù)瓶頸的突破提供創(chuàng)新的源泉，完成以下目標(biāo)：挖掘能源微藻優(yōu)良藻種(株)選育原理，建立能源微藻藻種綜合評(píng)價(jià)體系及適合于我國(guó)國(guó)情的可規(guī)?；囵B(yǎng)的能源微藻藻種資源庫(kù)；揭示能源微藻光能轉(zhuǎn)化、光合固碳及油脂高效合成的機(jī)制；闡明光生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)、優(yōu)化與放大原理，以及能源微藻光自養(yǎng)培養(yǎng)工藝優(yōu)化及放大原理；闡明微藻細(xì)胞特性對(duì)能源微藻加工過(guò)程影響規(guī)律以及加工工藝優(yōu)化原理，構(gòu)建微藻能源規(guī)?；苽涞募上到y(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，明晰微藻能源規(guī)模化過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和具體的技術(shù)瓶頸，獲得微藻能源產(chǎn)業(yè)化所需的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)，以推進(jìn)我國(guó)微藻能源的規(guī)?；M(jìn)程。
