近年來(lái)，生物質(zhì)發(fā)電廠正在成為重要的能源和電力來(lái)源。生物質(zhì)燃料是一種綠色可再生能源，且不會(huì)影響大氣中二氧化碳的總平衡。從生物質(zhì)中獲取能源可以減少對(duì)化石燃料和能源進(jìn)口的依賴，減少對(duì)環(huán)境的破壞，實(shí)現(xiàn)零碳排放，并提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物的利用率。然而，利用生物質(zhì)燃燒進(jìn)行發(fā)電的同時(shí)會(huì)生成電廠灰和煙氣[主要成分為CO2和氮氧化物（NOx）]等污染物，且燃燒后的灰燼中有鎂、鉀、鈣等營(yíng)養(yǎng)元素殘留，這些污染物的排放對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞，需要進(jìn)行處理后才能安全排放。通過(guò)能源微藻的培養(yǎng)，可以脫去煙氣中的NOx和CO2，去除電廠灰中殘余的無(wú)機(jī)元素，降低環(huán)境污染，并可以提供生物燃料的原料、生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。

中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所王強(qiáng)學(xué)科組以小球藻Chlorellasp.C2為材料，研究了微藻用于工業(yè)煙氣NOx生物減排、作用機(jī)理和C/N代謝平衡，并在此研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步評(píng)估以生物質(zhì)發(fā)電廠所產(chǎn)生的電廠灰和煙氣作為營(yíng)養(yǎng)源培養(yǎng)小球藻生產(chǎn)油脂的可行性。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電廠灰納入培養(yǎng)基用作營(yíng)養(yǎng)鹽的同時(shí)，以煙道氣中的CO2增強(qiáng)小球藻細(xì)胞的光合作用，獲得分別比在常規(guī)BG11培養(yǎng)基培養(yǎng)的小球藻提高了39%和35%的油脂和生物量生產(chǎn)率。小球藻細(xì)胞增長(zhǎng)的同時(shí)，降低了煙氣中NOx和CO2濃度，達(dá)到接近100%的NOx脫硝效率和最大0.46gL-1d-1的CO2脫除率。培養(yǎng)結(jié)束后，電廠灰的最大處理效率為13.33gL-1d-1，且殘余培養(yǎng)基中幾乎無(wú)營(yíng)養(yǎng)元素殘留，可以安全排放或回收循環(huán)利用，進(jìn)行連續(xù)微藻培養(yǎng)或農(nóng)田澆灌。基于這些結(jié)果，該學(xué)科組首次提出生物質(zhì)發(fā)電廠廢棄物的綜合處理循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)策略（圖），即通過(guò)利用生物質(zhì)電廠發(fā)電過(guò)程中釋放的工業(yè)廢料作為營(yíng)養(yǎng)用于微藻培養(yǎng)，同時(shí)生產(chǎn)生物油脂和其它高附加值產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)負(fù)碳生物能源的生產(chǎn)，并帶來(lái)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。

研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、湖北省自然科學(xué)基金群體項(xiàng)目、水生所淡水生態(tài)與生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及中科院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)倡議(STS)項(xiàng)目的資助。相關(guān)研究成果以AlgalbiofuelproductioncoupledbioremediationofbiomasspowerplantwastesbasedonChlorellasp.C2cultivation為題，在線發(fā)表在AppliedEnergy上。