微藻

藻類是古老的植物，從遺留的化石推測，藻類在 35 億年前就已經存在了，

藻類包含多種不同類，都是藉由光合作用獲得能量的生物。有些藻類屬於真核細 胞，也有藻類屬於原核細胞。在植物界中，藻類的種類與數量並不會細菌還要少，

目前全世界大約發現了 3 萬種以上的藻類，根據推算可能還有 10 倍以上的藻類 沒有人被發現，尤其是深海裡許多的藻類，依然是學者要去尋找的對象。(Yue ＆ Chen ,2005)。

所有的藻類都缺乏根、莖、葉這些高等植物才有的構造。藻類是靠光和自營 來得到能量。藻類涵蓋了原核生物、原生生物界和植物界。藍綠藻屬於原核生物 界；裸藻門、甲藻門、隱藻門、金黃藻門、紅藻門、綠藻門和褐藻門的藻類屬於 原生生物界。而的輪藻門屬於植物界。藻類個體的大小不一，大型藻可以大到數 十公尺，微藻則在數微米到 200 微米之間。藻類歷經數億年之環境變遷，藻類之 型態及生化代謝，極度變異，種類眾多，是具極高生物多樣性之物種。另外藻類 具有高效率的固碳能力，可以利用火力發電廠排出煙道氣中的 CO₂，處理排放的 廢氣。

微藻是藻類的一種，微藻是單細胞生物，大小在 2~200µm 左右，藻體細胞 含有葉綠素可以進行光合作用，可以自營培養也可以異營培養，近年來許多研究 在其產生生質能源，包含有產生產氫、生質酒精和生質柴油（廖麗玲，2011）。

微藻的種類非常繁多，根據研究資料評估海洋微藻有 4000 多種，歐美國家 從 1970 年代開始就有進行藻類方面的研究。1978~1996，美國國家可再生能源實 驗室 ( National Renewable Energy Laboratory,NREL )開始進行水生物種計畫 ( the Aquatic Species Program，ASP)，這個計畫的目的是從微藻裡面找出含油率高、生 長速度快又可以培養成高細胞密度的藻種蒐集來製造生質柴油。

近年來先進國家都投入大量經費和時間在大規模的培養微藻和轉換生質柴 油的研發，使得其餘各國也跟進研究。而微藻目前在我國的研究和使用情形，在 健康食品這方面有一定水準的技術，因此在培養微藻的技術並不缺乏，但是在生 產生質柴油這塊領域跟先進國家相較之下仍有段距離，所以在尋找適合產油的微 藻和產油技術，是個需要研究與開放的綠色科技。

表 2-4 各種微藻的功能與效能

藻種 功用 產油率或其餘效能

小球藻 Chlorella sp. 吸收 CO₂^、生質柴油 最高含油率 50%

擬球藻

Nannochloropsis oculata

斜生柵藻

Scenedesmus obliquus

最高含油率 40%、

葉黃素、胡蘿蔔素 衣藻

Chlamydomonas reinhardtii

螺旋藻 Spirulina maxima 綠色營養食物、生質酒精 容易蒐集、含油率 20%

骨藻 Skeletonema costatumm 吸收 CO₂、水產養殖 有機優養水域之指標種

養殖蝦

周氏扁藻

Tetraselmis chui

從表 2-4 可以知道大部分的微藻適合的碳源都是 CO₂，因此適合用來固定 CO₂， 只有螺旋藻比較適合 NaHCO₃當成碳源，擬球藻和斜生柵藻適合用來製造生質柴 油，最高的含油率分別可以達到 75%和 40%，此外斜生柵藻還可以用於廢水處理 的技術上和當成生質酒精的原料，還擁有較多的葉黃素等類胡蘿蔔素，能夠吸收 大量二氧化碳並轉化為醣類。衣藻可以產生氫能，並且可以吸受大量的 CO₂轉換 為醣類；螺旋藻是最好收集的微藻，適合製造生質酒精和綠色營養食品。骨藻及 周氏扁藻常用於水產養殖，前者為有機優養水域之指標種適合養殖蝦，後者適合 養雙枚貝。

一、微藻利用 CO₂進行光合反應之機制

在王冠翡（2012）的研究發現，微藻中的螺旋藻(Spirulina maxima)培養於 半導體業中，可以利用鍋爐排放的 CO₂廢氣中生長良好。將 pH 值控制在 8 時螺 良好利用率和高油酯的擬球藻(Nannochloris sp)，利用煙道氣中的 CO₂來培養綠球 藻，發現煙道氣中的 SO_X和 NO_X等氣體會抑制微藻的生長，而擬球藻本身可以

胞藻類，對重金屬吸附能力也較強。

去除高氮廢水效率良好；而 Wang et al.(2012)的研究的指出，小球藻(Chlorella sp.) 用於處理工業廢水時，可以有效去除鋁、鈣、鐵、鎂和錳等金屬離子；從王雪鋒

Xiong, Li, Xiang ＆ Wu(2008)的研究中發現小球藻(Chlorella sp.)本身的含油 率約 30~50%，而透過轉酯化油酯的轉化率高達 98%，符合美國生質柴油的標準 且比傳統生質柴油的原料還要適合，證明了小球藻生展生質柴油是一個很好的替 代方案；邱靖棉(2011)的研究中，小球藻(Chlorella sorokiniana T89)是從台灣嘉義 水稻田所選出的小球藻，其含油率為 30%，且含有大量的不飽和脂肪酸，十分適 合作為生質柴油或機能性食品。