復雜的系統工程
不過，“前途光明，道路曲折”。雖然微藻用于生產生物燃料的優勢明顯，但微藻生物燃料技術鏈是一個復雜的系統工程，涉及多個科學與工程技術問題。
大規模微藻生物質資源獲得困難和微藻生物能源產品成本過高是目前微藻生物能源技術面臨的兩大瓶頸。以目前的技術進行產業化，存在大規模培養占地面積過大、基礎建設投資過高、加工過程能耗物耗過大的問題。
這兩大瓶頸的解決需要從微藻生物能源產業鏈涉及的各個環節進行技術攻關與突破。
首先要強化優質藻種選育技術的研究，通過現代生物技術，獲得和構建能夠適應工業化大規模應用、高光效、高油脂產率和高抗逆的工程微藻株系。
其次要特別加強微藻規模培養工藝與裝備技術開發。目前，微藻的規模培養遠未能充分發揮其速生高產的優勢。因此需要發展高效低成本可規模化的微藻培養創新技術體系，建立和發展廢水和燃廠廢氣CO2利用的微藻生態養殖技術，大幅度提高單位面積微藻生物產率、降低物能消耗，從根本上解決培養占地和成本瓶頸。
第三要研究開發高效低能耗的微藻加工轉化的工藝、關鍵技術與裝備，形成和建立以微藻生物柴油、航空煤油等為核心能源產品，以微藻生物質全組分多元化利用為特色的微藻生物煉制技術體系。
國外的研發競賽
國外的微藻制油技術研發曾經歷起伏。受第一次石油危機的影響，美國于1978年啟動了耗資2500萬美元的水生物種項目，旨在利用微藻生產生物柴油。科研人員篩選出300余株產油藻種，重點開發適于微藻生物柴油生產的培養系統和制備工藝。
上世紀90年代，日本國際貿易和工業部也曾資助一項“地球研究更新技術計劃”。該項目著力開發密閉光合生物反應器技術，利用微藻吸收火力發電廠煙氣中的二氧化碳來生產生物質能源，10年間共投資約25億美元。篩選出多株耐受高二氧化碳濃度、生長速度快、能形成高細胞密度的藻種，建立了光合生物反應器的技術平臺以及微藻生物質能源開發的技術方案。但由于90年代后期油價大幅降低，而微藻制油的關鍵技術未獲突破，成本過高，相關技術研究處于停滯狀態。
進入21世紀，石油價格一度大幅上揚，人們對未來化石能源供應短缺普遍感到擔憂，再加上“使用化石能源導致全球氣候變暖”的普遍認知，微藻能源技術重新受到高度關注，多國政府、研究機構、高校與大公司等都紛紛投入巨資，以期占領戰略制高點和實現技術壟斷。
2007年10月，國際能源公司宣布開發微藻生物燃料技術。同年12月，Shell公司宣布與HR Biopetroleum公司組建Cellena公司，投資70億美元在夏威夷開展微藻生物柴油技術研究。美國第二大石油公司Chevron則于當年底宣布，與美國能源部可再生能源實驗室協作研究微藻生物柴油技術。荷蘭AlgaeLink公司也于當年宣布開發成功新型微藻光生物反應器系統，開始向全球銷售其反應器，并提供技術支持。2008年，英國碳基金公司啟動項目，計劃耗資2600萬英鎊于2020年前實現利用藻類生產運輸燃料。
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