行业概述
微藻,这一具有数亿年历史的光合生物群体,正逐渐成为解决当今全球多重挑战的关键生物资源。它们不仅是地球上最早的氧气生产者之一,更因其独特的生化组成和代谢灵活性而受到广泛关注。全球水资源短缺、环境污染、化石燃料枯竭以及气候变化等多重危机正在重塑人类对可持续解决方案的需求,而微藻恰恰能够通过其高效光合作用和多样化代谢产物提供综合性解决方案。
微藻产业的多元化应用
从传统的食品补充剂和水产养殖饲料,扩展至化妆品原料、生物燃料生产以及环境修复等多个领域,形成了完整的产业生态链,为全球可持续发展提供了新的解决方案。
这篇文章主要介绍藻类在日用家居、医药、畜牧业和生物燃料领域的应用。
日用
投融资介绍
2025年3月31日 ,一家以藻类为原料生产可持续墨水产品的公司Living Ink Technologies 宣布完成300 万美元融资,用于扩大产线。
产品介绍
Living Ink 专注于将生物质废弃物转化为可再生的负碳着色剂。该公司的旗舰产品藻黑颜料是化石燃料炭黑的可持续替代品。藻黑配方已用于商业色彩应用。墨水可用于包装、服装、鞋类、织物染色、塑料、油漆、涂料和橡胶。
商业化进度
目前,Living Ink 已与英国材料科学公司 The Unseen Beauty 达成合作,将其产品 Algae Black 首次应用于名为 Absorbation 的新化妆品系列中,Absorbation 是一系列源于海藻的黑颜料制成的产品,包括加长睫毛膏和长效眼线笔等;此外,Algae Black 作为化石燃料炭黑的直接替代品进行销售,已向耐克、Patagonia、New Balance、Coach、Kathmandu 和 O'Neill 等品牌供应。
图片
✅ 微藻色素稳定性高、毒性低,非常适合取代合成染料/添加剂,已在美妆、个人护理、母婴领域应用。
医药
医药原料
微藻在角鲨烯(Squalene)的应用上正逐渐成为一种绿色、可持续的新兴来源,尤其是在取代传统鲨鱼肝油提取的背景下。
与菌体发酵工艺对比
微藻合成角鲨烯 vs. 酵母(如 Amyris)生物合成角鲨烯
项目
微藻(如 Botryococcus braunii、Schizochytrium)
酵母工程菌(如 Amyris 公司)
角鲨烯含量(占干重)
一般为 1%–10%,极端高产株可达 15%
可通过代谢工程优化至 20% 以上
生产方式
光合培养或异养发酵(部分需光照)
异养发酵,完全可控
碳源来源
光合型:光和CO₂;异养型:葡萄糖/有机废料
高纯度蔗糖或葡萄糖
生长周期
相对较慢(数天至数周)
快速(通常72小时内)
提取难度
细胞壁坚硬,需预处理(超声波/溶剂)
细胞结构简单,提取容易
可持续性
非常高,部分品种可用废水培养
高,但依赖农作物(如甘蔗)
商业化成熟度
中等,部分公司已在开发
高(Amyris 已量产销售)
成本优势
原料便宜,但培养系统成本高
工艺稳定,成本可控
商业化进度
Synthetic Genomics(已用微藻合成商业量角鲨烯)
尽管酵母菌在工艺效率有明显优势但以色列、日本等国家仍有研究团队开发发酵型微藻角鲨烯生产工艺,日本 Euglena公司已在专利方面布局。
图片
畜牧业
应用方向
微藻在畜牧业中的应用近几年逐渐兴起,尤其是在动物饲料添加剂、功能性营养、抗生素替代物以及环境减排等方面都有一些成熟案例。
产品介绍
微藻蛋白富含优质蛋白质、必需氨基酸、多不饱和脂肪酸(如DHA、EPA)和微量营养素,常用于反刍动物、猪、家禽和水产养殖饲料中,部分替代鱼粉或豆粕。
螺旋藻、小球藻富含β-胡萝卜素、叶绿素、虾青素等抗氧化活性物质,有助于动物抗应激、提升免疫力,降低抗生素使用。
商业化进度
Corbion(荷兰)
旗下AlgaPrime DHA是全球最大的藻油饲料项目,广泛用于水产、家禽和反刍动物饲料,提升动物产品的Omega-3含量。
山东绿洲生物科技
专注小球藻、螺旋藻、虾青素藻生产,产品用于家禽、反刍动物饲料,具有免疫调节、抗氧化、改善生长性能作用。
生物燃料
投融资案例
2025年3月11日,一家以开发微藻培养技术,为交通运输行业提供可持续的生质燃料替代方案的公司Chitose Bio Evolution宣布获得约4,900万美元的资金,用于扩建位于马来西亚砂拉越州的微藻生质燃料生产基地。
应用介绍
微藻可用于多种燃料形式:
生物柴油(通过微藻油脂转酯化)
生物乙醇(利用藻类中的碳水化合物发酵)
生物甲烷(厌氧消化)
目前主流仍集中于微藻油脂→生物柴油和厌氧发酵→沼气,但随着催化与发酵技术进步,高附加值燃料产品逐步被关注。
商业化案例
微藻生物燃料两种工艺路线对比表
项目
生物柴油(微藻油脂转酯化)
生物乙醇(微藻碳水发酵)
主要原料
微藻细胞中的油脂(脂类,油脂含量可达20%–70%)
微藻中的碳水化合物(多糖、淀粉、纤维素)
核心工艺流程
微藻培养 → 脱水 → 破碎 → 油脂提取 → 转酯化反应 → 生物柴油
微藻培养 → 脱水 → 破碎 → 糖化 → 发酵 → 乙醇提取
关键反应类型
油脂 + 甲醇/乙醇 + 催化剂 → 酯交换反应
糖类 → 酵母/菌种发酵 → 乙醇 + 二氧化碳
副产品
甘油、藻渣蛋白
发酵残渣(可用作饲料或沼气原料)
技术成熟度
较成熟,有工业化示范
发展较慢,微藻碳水比例相对低,需株种优化
经济性
油脂提取成本高、能耗高,副产品价值有助于平衡成本
糖含量低于传统作物,发酵效率偏低,规模化受限
碳减排效果
显著,微藻吸收CO₂,燃烧清洁
较好,乙醇燃烧排放低,但整体能耗较高
适用场景
船舶燃料、航空燃料、重型柴油发动机、特种装备燃料
汽油替代品、汽车燃料、燃料添加剂
当前代表项目
Sapphire Energy、Viridos、易碳微藻
Algenol Biofuels、青岛海藻能源
核心瓶颈
油脂高效提取技术、转酯化催化剂成本
高糖微藻株种稀缺、糖化成本高、发酵菌种适配问题
未来发展重点
高油微藻株种筛选、低能耗提取、副产物综合利用
富糖微藻培育、联合生物精炼、发酵副产物高值化开发
📌 微藻材料的核心优势
优势类别
内容说明
♻️ 环保可持续
微藻可吸收 CO₂、无毒、可降解
🧬 多功能集成
同时提供抗菌、抗氧化、着色等多重功能
💰 降本增效
藻渣等副产物可再利用,提升经济效益
🔬政策扶持
生物基、绿色包装产业有补贴与政策红利
虽然污水处理也是很好的方向,但我们还是需要深入挖掘的,