[发明专利]海藻生产及收获设备

说明书

分案申请的相关信息

本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2010年5月14日、申请号为201080021323.9、发明名称为“海藻生产及收获设备”的发明专利申请案。

技术领域

本发明大体来说涉及海藻生物产物及燃料的生产。更特定来说，本发明涉及海藻生产及收获。

背景技术

化石燃料(例如，煤炭及汽油)当前提供世界上的大多数能量需要，包含美国。而且，这些年来，对化石燃料的需求一直在稳定增长。在1973年的石油禁运时候，美国的净石油进口比率仅为总消耗的三分之一，而今天，美国的净石油进口比率接近总消耗的三分之二。在近10年来美国石油消耗速率增长接近11％的情形下且在原油现货价格记录每桶远高于140美元的情形下，美国经济在接下来的十年里面临接近7000亿美元的进口石油燃料账单。

由于化石燃料的储备量缩小且成本增加以及化石燃料可对环境具有的破坏效应，因此当前正开发可再生且对环境具有较小破坏的替代能源。替代能源通常包含天然气、风能、水利发电、太阳能、氢、核能及生物燃料。

虽然天然气是比汽油燃烧得清洁的化石燃料，但其产生二氧化碳，即主要的温室气体。风能，一种最古老且最清洁形式的能，不雅观且嘈杂。水利发电，一种古老且良好发展的能源，具有有限的扩展容量。所有能源(除了核能之外)最终都从太阳能获取，太阳能也可直接使用光电池来聚集。随着燃料电池的出现，已证明氢是用于运载工具的可行燃料源。然而，使用氢作为能源提出了关于其生产、存储及分配的问题。核能包含成本高昂且产生有毒废物的核裂变及清洁但已证明难运转的核聚变。

生物燃料通常定义为从最鲜活的有机体获得的固体、液体或气体燃料，包含植物、动物及其副产物。其是一种基于碳循环的可再生能源，不同于其它天然资源，例如石油、煤炭及核燃料。生物燃料可从树木、单细胞及多细胞植物材料、动物粪便及细菌获得。乙醇是一种类型的生物燃料，其与汽油组合广泛用于运输行业中。由于生物燃料也可从植物油获取，因此己证明从海藻获取的生物燃料是有前途的替代能源。然而，各种障碍阻挡了海藻生物燃料的大规模制造及使用。

常规海藻燃料生产固有的一个主要障碍是不能生产及收获充分数量的海藻来提供足够的海藻燃料从而服务社会的能量需要。利用现有的方法，生产充分数量的海藻燃料将需要在大型生产池塘或光生物反应器中生长海藻，所述大型生产池塘及光生物反应器中的每一者都受生产及经济效率低限制。据估计，将需要大约200,000公顷(大约450,000英亩或780平方英里)的生产池塘表面积来生产足够替换当前美国每年所消耗的石油数量的数量的海藻生物柴油。

在开放式池塘系统中生长的海藻原料经受许多系统效率低及挑战，其中的一些也是开放式及封闭式系统光生物反应器系统两者所共有的。所述挑战中的一些包含(列举几个实例)光谱、强度及光循环持续时间的可控制性；温度控制或季节性温度变化；不利的风携带的微粒的污染；及收获、运输、预处理及存储的成本。常规海藻养殖方法的这些及其它相关挑战实际上限制海藻燃料的商业可行性。

封闭式系统光生物反应器(另一种常规海藻燃料生产系统)遭受与开放式池塘系统相关联的许多相同的限制、缺陷及劣势。举例来说，已知封闭式光生物反应器系统妨碍对光数量、光谱、持续时间及循环的充分控制。额外问题包含土地面积要求、大规模生产应用的支持及基本结构要求及收获效率低。虽然封闭式系统光生物反应器克服或实质上消除与开放式池塘系统相关联的环境及生物学问题中的许多问题，但封闭式系统光生物反应器尚未取得产生足够减少国家对外国石油的依赖的数量的海藻生物质所需的充足效率水平。