微藻固碳光合作用强化策略及展望

毛炜炜，张 磊，尹庆蓉，李鹏程，胡 毡，宋春风

(1.天津大学 环境科学与工程学院，天津 300350；2.一汽丰田汽车有限公司，天津 300350)

0 引 言

CO2排放量急剧上升导致全球气候变暖，成为人类迄今为止面临的最严峻的环境挑战之一[1]。2022年3月国际能源署(IEA)发表的最新报告显示，截至2021年，全球CO2排放量已增至363亿t，达到历史最高水平[2]。大气中CO2浓度增加引起地表温度持续升高，对自然环境造成不良影响，如海平面上升、冰川融化等，这些变化导致极端天气事件发生、生物物种变化[3]。如何实现CO2减排已成为当前国内外关注的焦点。

CO2捕集利用与封存技术(CCUS)作为一种重要的温室气体减排技术，是我国构建生态文明和实现可持续发展的重要技术，对实现碳达峰、碳中和目标至关重要[4]。目前已有多种碳捕获方法，如化学吸收、吸附、膜分离、微藻固碳法等。从可持续发展角度来看，微藻介导的CCUS技术由于能吸收CO2并将其转化为生物质能源，已成为现阶段资源化利用CO2和开发新能源的热门课题[5-6]。与此同时，利用微藻固碳作为一种经济可行、环保、可持续的固碳技术，应用潜力巨大[7]。

微藻由真核微藻(如硅藻、绿藻等)和原核微藻(如蓝藻等)组成，可以利用太阳能，通过光合作用将CO2转化为蛋白质、淀粉、脂类等生物质。与传统的碳捕获方法相比，微藻固碳主要有以下优势：① 能直接利用太阳能，相比于物理和化学法，节省大量能源。② 微藻固碳过程环境友好，代谢物中无二次污染物。③ 微藻生长周期短(4～10 d)，光合效率高，是一般陆生植物的10～50倍[8]。……