中国（海南）国际热带农产品冬季交易会2009年两岸四地农业合作论坛论文集
国立高雄海洋科技大学 黄贵民博士
1.大规模养殖螺旋藻pH值与碳源利用之间相关性，因为螺旋藻需要光合作用及较高pH值吸收CO2，因此螺旋藻pH值维持在8.5-10.5间，有较佳成长。螺旋藻接种浓度OD最佳为0.15-0.25间，过高过低皆会影响繁殖速度与组成。温度超过35℃时，藻类的成长率下降，脂肪含量减少。螺旋藻培养无论是室内或室外，光是重要因子之一，照度在25,000~30,000Lux最佳。螺旋藻吸收光能与培养条件和生物量中叶绿素含量有关，当光照度超过12万Lux时，螺旋藻会死亡。
2.本实验养殖螺旋藻与鱼类重金属含量情形进行分析比较，其中重金属镉、铬、铜、镍、铅、锌等检测结果均符合国内标准。其汞重金属含量0.012-0.045 ppm左右，砷含量则验不出来。
3.其中NaHCO3降至50%，为降低每批次接藻药品成本，每接种10公吨藻种所需成本为6,556.44元，接种后藻体直接供应立体光合反应器生产。
3.成本分析，并比较开放式养殖池与立体光合反应器成本关系进行探讨，螺旋藻开放式养殖与立体养殖成本、收益分析，其投入资本在设备方面开放式养殖池75万元与立体光合反应器成本638万元，总收入成本713万元。其中设备以15年摊提折旧，一年要摊提47.53万元。其中经营成本为1,547,264.76元。则一年总收入扣除成本可以净利75,101.80元。
4.二氧化碳吸收率之估算，计算固碳成本与收益分析结果，本实验以设备现有螺旋藻开放式养殖与立体立体光合反应器设备，固碳总成本所需支出成本1,547,264.76元，总收入可达1,622,366.56元，因此每公斤固碳成本0.47元，每吨碳税以10美金估算要缴交1,055,619.84元，若以电厂排放CO2需缴交碳税与净利合并入计算则可获利1,130,721.64元。
5.开放式养殖池培育生产量为581.85公斤螺旋藻，一年须需消耗CO2量为1,064.79公斤，10吨水体扩大十倍规模10,647.90公斤，一年螺旋藻总产值为523,667.38元。一年可以生产螺旋藻干重为1,220.78公斤，一年须需消耗CO2量为2,234.02公斤，将水体扩大十倍规模消耗CO2量22,340.22公斤，一年螺旋藻总产值为1,098,699.18元。
6.开放式养殖池与立体养殖池OD值与生产藻体产值情形，饲育时间时间240小时，开始饲育时立体光合反应器OD值为0.11，OD值为1.18。开放式养殖池开始饲育时立体光合反应器OD值为0.03，饲育240小时后OD值为1.21。由此可看出立体光合反应器，仍有光照盲点无法有效利用无价的太阳光，虽然开放式养殖池开始OD值比立体光合反应器OD小，但十天过后会超越立体光合反应器。整体而言，立体光合反应器与开放式养殖池产能比2.10倍，显示立体光合反应器可以用产量超越开放养殖池。开放式养殖池一年产值523,667.38元，立体光合反应器，一年产值1,098,699.18元。
7.本试验成本分析结果，开放式养殖池与立体光合反应器成本进行扩大十倍规模生产情形，一年开放式养殖池每批次生产以十个工作天估算，可以生产24批次。而立体光合反应器因清洗较困难，以18批次估算，则一年总收入扣除成本可以净利477.1万元。
8. 开放式与光合反应器固碳比较，开放式与光合反应器平均为烟气浓度(12%)，占地面积为0.01公顷，开放式可生产24批次与光合反应器可生产18批次，开放式每年生产藻干重开放式可生产581.85 Kg，而光合反应器可生产1,220.78Kg。一年固定二氧化碳量开放式每年1,064.79 Kg，而光合反应器2,234.02Kg。每批次消耗能源开放式40.194 Kg，而光合反应器82.94Kg。一年实际固碳量开放式100.134 Kg，而光合反应器741.10Kg。推估每年每公顷固定量开放式10.0134吨，而光合反应器74.10吨，光合反应器每年每公顷固碳为开放式固碳约7.4倍。
前言
火力电厂使用的燃料不论是煤炭、石油或天然气，经燃烧后会生成二氧化碳，台湾电力公司火力电厂所排出之二氧化碳量约占全国二氧化碳排放总量的32%，占全国二氧化碳排放总量的三分之一左右。由于所占的比例相当高，未来台电除了拟定电业发展策略以因应二氧化碳排放减量趋势外，如果能将电厂排放的二氧化碳加以回收、固定、利用，不仅全国较易达到「京都议定书」中协商2010年二氧化碳减量的排放目标，亦可对保护地球生态环境尽一份心力。电力研究所过去对二氧化碳研究包括：(1)电厂排放烟气中二氧化碳分离与回收技术的建立。(2)触媒-氢化反应技术建立。(3)二氧化碳在水处理应用上的研究。(4)化学沉淀处理技术固定二氧化碳。(5)微生物法固定二氧化碳的研究。(6)物理法储置二氧化碳。其中使用微藻进行减碳每公顷1年可捕捉58至90吨的二氧化碳，比一般植树效果1年可捕捉25吨二氧化碳量，要高出2到4倍。
火力发电厂降低二氧化碳气体排放，技术包括：燃烧技术改良及二氧化碳气体捕集技术等。改良方式包括：将气态燃料中碳成分经分子筛去除、将固态燃料气化后将碳去除、或应用纯氧燃烧方式提高二氧化碳气体浓度等燃烧技术改良。目前应用于二氧化碳气体分离与捕集的技术主要包括：化学吸收法(Chemical absorption)、物理吸收法(Physical absorption)、物理吸附法(Physicaladsorpt ion)、薄膜分离法(Membrane separation)与冷冻分离法(Cryogenicseparation)。分离与捕集后的二氧化碳，并不会自行消失，必须予以转化成其他物质供回收再利用，或是设法以暂时或永久储存，以避免排放至大气中，增加了大气中二氧化碳的浓度，透过化学转化技术、生物转化技术或是其他碳隔离技术，现阶段世界各国在研究发展亟待突破的重要课题。
一、螺旋藻产业现况
螺旋藻是一类低等植物，属于蓝藻门，颤藻科。它与细菌一样，细胞内没有真正的细胞核(称原核)，又称蓝细菌，蓝藻的细胞结构原始，且非常简单，是一类地球上最早出现的自养光合生物，在地理位置上，螺旋藻主要分布在南北纬35度的亚洲、非洲和南北美洲的碱性水体中，其中得到广泛重视和研究的只有三个种：钝顶螺旋藻(S.Platensis)、极大螺旋藻(S.Maxim)、盐泽螺旋藻(S.Subsalsa)。前两个种分别原产于中非的乍得湖和中美洲的墨西哥，并已被国内外应用于工厂化生产。
微藻每年产量仅数千公吨，且使用之藻种甚少，足见微细藻类的商业规模生产及加工在初始阶段，未来仍有很大研发应用空间。微藻商业生产重点不仅强调其高蛋白质含量，更强调藻体内其他特殊成分，如维他命、脂肪酸、色素等，适合做为调节免疫之机能食品用途。微藻能降低肺癌及乳癌发生率，心脏疾病以及老化所衍生的眼疾等。
微藻也含多种保健价值的成分，如抗氧化作用、免疫调节、降低血压及胆固醇量等。螺旋藻富含蛋白质外，也有多量β-胡萝卜素及人体必需胺基酸、脂肪酸及矿物元素等。目前商业化规模达到3,000公吨/年。杜氏藻商业生产β-胡萝卜素为主。紫球藻是单细胞红藻，富含硫酸盐的多醣类，可作为食物纤维；所含高度不饱和脂肪酸可降低胆固醇、三酸甘油脂及提高HDL/LDL比值，是具特殊成分的新兴微藻。红球藻亦为新兴的微细藻类产品；主要是做为补充营养品、生产虾红素、β-胡萝卜素及多元不饱和脂肪酸等。
1973年Sosa Texcoco公司在墨西哥Texcoco湖建立了世界上第一个螺旋藻工厂。尔后世界螺旋藻产量逐年增加，1992年国外共有螺旋藻工厂12家，分布在墨西哥、美国、泰国、日本、以色列及台湾等国家和地区，年产量达1,200吨。
生态环境更适合于螺旋藻的生长，气候、温度、日照、水质、无污染，构成了天然螺旋藻生长的综合生态优势。产品约可分三种类型；
1.食品添加
将螺旋藻添加入产品中，以增加食品风味或营养组成。
2.直接食用
产品制成粉末状可直接冲泡，或加入果汁、牛奶等之副食产品。
3.营养添加、保健食品
市售产品种类最丰富类型通常制成胶囊状、锭状等，作为每日营养补充身体保健用，各国在生产农产食品方面，开发中国家倚杖的是天然环境优越以及人事成本低廉，已开发国家的优势则在于生产技术以及规模化。
二、实验室不同光源对螺旋藻成长比较
(一)、螺旋藻最佳成长条件
本试验模拟以NaOH、KOH等碱液吸收处理工厂排放之烟道气，形成碳酸盐或碳酸氢盐做为培养螺旋藻之碳源，藉以达到二氧化碳减除之目的。结果以钠盐类较合适，钾盐会造成螺旋藻死亡。而培养螺旋藻的生长条件如下：最佳接种pH范围：8∼10；光照时间：24小时全日照较好；接种浓度：吸光密度0.15∼0.25；若烟道气中含硫氧化物，吸收后形成亚硫酸盐，并不会对螺旋藻产生抑制，含硫量4%左右，有较好的生长情形。
若烟道气中含氮氧化物，吸收后形成亚硝酸盐，对于螺旋藻生长无太大帮助，且无抑制情形，含氮量1%左右有较好的生长情形。螺旋藻营养价值高，不易受原生动物污染回收容易，致生产成本极为低廉。鉴于有关文献报告，大多局限于生理特质上的研究。螺旋藻生长动力学模式及自动控制培养系统，希望能提供大量生产之依据。在室内行人工照射培养，以自动控制藻类酸碱度系统。实验结果显示：最适培养温度是30℃，培养液之最适酸碱度是pH值9.5，接种量最好在吸亮度0.1以上。在对数生长期藻体比生长速率遵守Monod方程式，其最大比生长速度是2.0day-1，亮度饱和常数是9.2Klux。在线性生长期间藻体生长速度dx/dt =μm/ah1Ln(1+I0/KL)方程式。
1.螺旋藻与CO2关系
微藻体内含有40~50%的碳，因此要生产1公斤的微藻细胞，需要1.5~2.0公斤的二氧化碳，依不同微藻间有所差异，碳对于微藻的重要性。对自营微藻而言，本身能利用溶于水中的无机碳源，如CO2、H2CO3、HCO3－、CO3－等进行生长。这些无机碳源的利用会因藻种和环境条件而异，例如螺旋藻可利用 HCO3－ 当做碳源，CO2 则是微藻最普遍也是最通用的碳源。螺旋藻为光合自营生物，其细胞构造简单，无真正细胞核与其他细胞器，在无光照环境条件下也能利用含有有机碳源的培养液中成长，即异养生长(heterotrophic groeth)。在光照条件下螺旋藻可以碳水化合物来补充营养，如在培养液中添加1%的葡萄糖可以提高生长率与产量，但最适合生长条件特殊，需要在高pH值与高温环境条件，才能正常成长，此外，温度与CO2溶解度有密切关系，在纯水中随水温升高而降低。
二氧化碳为温室效应之主要气体，在「气候变化纲要公约」中要求各国必须在公元2000年前，将其排放量降至公元1990年的排放水平，以防止因气候变化所带来的灾害。虽然我国的排放量目前尚未达到其上限，但随着经济与能源利用的成长，排放量也随之增加，我国将面临世界经济制裁的危机。本试验以NaOH、KOH等吸收处理工厂排放之烟道气，形成碳酸盐或碳酸氢盐做为培养螺旋藻之碳源，藉以达到二氧化碳减除之目的。结果以钠盐类较合适，钾盐会造成螺旋藻死亡。而培养螺旋藻的生长条件如下：最佳接种pH范围：8∼10光照时间：24小时全日照较好接种浓度：吸光密度0.15∼0.25若烟道气中含硫氧化物，吸收后形成亚硫酸盐，并不会对螺旋藻产生抑制，含硫量4%左右有较好的生长情形。若烟道气中含氮氧化物，吸收后形成亚硝酸盐，对于螺旋藻生长无太大帮助且无抑制情形，含氮量1%左右有较好的生长情形。螺旋藻经收获后，其培养基废液可回收做为二氧化碳化学吸收剂，三分钟曝气时间下，每升可吸收约6.55升的二氧化碳。
回收液经二氧化碳曝气后，进行二次培养，其生长情形较新鲜培养基为佳。因此若以螺旋藻处理六轻每年排放的2,500万吨二氧化碳，即使应用高效率生物反应器技术，仍需5.81×106 m3反应槽体积，可行性不高。惟有发展更新型生物反应器，或提高螺旋藻对二氧化碳的利用效率，方能负荷如此庞大之处理量。
2.螺旋藻与pH关系
研究证明螺旋藻无论在高浓度与低浓度的CO2环境中，均能成长繁殖，这是螺旋藻具有调节无机碳的浓缩机制(inorganic carbon concentrating mchanism,CCM),CCM能使细胞内的无机碳浓度高出体外几千倍，至于微藻吸收CO2的CCM及某些基因调控作用，螺旋藻调节无机碳的浓缩机制相当复杂，目前缺乏相关研究报告。但大规模养殖螺旋藻pH值与碳源利用之间相关性，因为螺旋藻需要光合作用及较高pH值吸收CO2，因此螺旋藻pH值维持在8.5 -10.5间有较佳成长。当培养液保持螺旋藻pH值在8.0时，会随pH增加而增加，当pH在10.0-10.5间，碳源利用率为39%(0.03652/0.0936*100 %)，如继续增加pH值其碳源利用率仍然不变。螺旋藻含有47%的碳干重，因此要维持高的成长速率，则必须提供大量碳源，当水中pH值上升至10.5时，如不增加碳源维持溶液中(CO2、CO32-、HCO3-)平衡。当pH值上升至11以上时，则会造成藻类死亡。
3.螺旋藻接种与成长波长关系
螺旋藻接种浓度OD最佳为0.15-0.25间，过高过低皆会影响繁殖速度与组成，而各藻种对盐度高低的反应不一，某些海洋性对盐份的敏感度并不高。烟气中含硫量4%有利螺旋藻成长，硫吸收后成亚硫酸盐，并不会影响螺旋藻成长反而有利。螺旋藻在高强光下，使用红、黄、蓝、绿、白五种不同光照试验，红光对生长最有利，绿光最差。在低照度时养殖15天是红光最好，但到了22天之后黄光后来居上，蓝光效果最差。由实验证实红光波长有利螺旋藻干重增加，而绿光最差，培养100天红光生长下之藻的干重是绿光的3.5倍，光合作用在光照条件下进行，但光照与黑暗时都可以进行呼吸作用，许多植物特别是高等植物都有光照周期，白天或晚上在某个时间不进行光合作用。
4.螺旋藻与盐度关系
盐度高低会影响培养液的渗透压，过高的渗透压会抑制叶绿体光系统Ⅱ的进行。盐度高低也会改变脂肪酸改变及组成，而各藻种对盐度高低的反应不一，某些海洋性对盐份的敏感度并不高。螺旋藻在高盐度环境下立即停止成长关系。
5.螺旋藻与温度关系
多数藻类无法忍受高温的环境，温度上升，会使二氧化碳溶解量下降及提升呼吸作用。温度超过30度时，藻类的成长率下降，脂肪含量减少。相对的，低温环境之中的藻类，借着提升油脂中的多元不饱和脂肪酸比例，改变细胞膜的流动性，适应低温环境。高、低温的定义依藻类的种类而定。由于温度的高低对生物体内的酵素作用有极大的影响，会影响微藻生长的速率。一般而言，太高的培养温度会降低微藻光合作用的效率，把温度控制在最适宜的范围，有利于微藻的生长。
6.螺旋藻与照度关系
自营生长的微藻来说，不论是培养于开放式系统或密闭式系统，光反应器设计的重点都在提高光的使用效率。目前在大规模培养藻类方面，开放式养殖培养池仍是最普遍的系统。螺旋藻培养无论是室内或室外，光是重要因子之一，选择何种光线、最适合光照是多少，依Zarrouk之实验结果照度在25,000~30,000Lux最佳。本实验为记录其成长与照度关系，我们选择五种不同光源对钝顶螺旋藻进行实验，太阳光之照度15,000~20,000Lux间，吸收光谱在400~700nm范围，螺旋藻吸收光能与培养条件和生物量中叶绿素含量有关，当光照度超过12万Lux时，螺旋藻会死亡。
光是一种电磁波，不同波长时对螺旋藻成长有一定的影响，因此光饱和与补偿点是光合作用效率重要的参数，我们选择了市售之不同波长光源进行比较，当辐射能增加至光合作用与呼吸作用达到平衡时就是光合作用补偿点。当辐射能超过光饱和点时，光合作用效率会降低，根据张爱琴等之报导，钝顶螺旋藻在高强光下，使用红、黄、蓝、绿、白五种不同光照试验，红光对生长最有利，绿光最差。在低照度时养殖15天是红光最好，但到了22天之后黄光后来居上，蓝光效果最差。
7.螺旋藻与微量元素关系
微藻生长除了需要良好的生长环境外，充足营养盐也是必要的因子。微藻生长所需必需的营养盐，如氮、磷、铁、镁、钠等主要元素和铜、锰、锌、钼、钴等矿物离子和维生素等微量元素。
8.CO2吸附光密度与藻细胞关系
由于近年来二氧化碳之排放污染严重，是造成全球温暖化的主要原因，因此将排放的二氧化碳固定化的技术是不可忽略的。对于本国而言，在各种减量方法中，利用藻类固定二氧化碳不但可以减低二氧化碳污染问题，且固碳后的藻体亦可以资源化，因此被视为经济而效率的方法之一。由于将火力电厂排放的二氧化碳直接利用藻类固定是最经济的方式，但因电厂排放的废气之二氧化碳浓度约大气浓度的500倍(15 vol%)，此浓度超过一般藻体的容忍度，因此为了提高藻体对二氧化碳的容忍能力，驯养和筛选亦成为本试验的探讨主题。另外，为了提高藻体的经济价值，本试验亦将培养所得之藻体以萃取的方式获得高附加价值的叶绿素，并将萃取后之藻体残渣应用于重金属铜离子的吸附研究。
三、传统开放式与立体光合反应器CO2吸收率比较
1.传统开放式养殖池养殖
CO2吸收率之推估
6CO2+6H2 6O2吸+C6H12O6
每一公克干螺旋藻重可吸收二氧化碳量为
0.5/72*6*44=1.83公克，因此开放式养殖池每批次螺旋藻干重可吸附约1.83倍CO2。依目前设施开放式养殖池10吨，每个月收成两批次约20吨，当OD值(Vis.680nm)为0.81时，每公升藻体干重0.3437克。
2.立体光反应器养殖
立体养殖30吨(2,200个罐15L)，当OD值(Vis.680nm)为0.8时，每公升藻体干重0.3437克。白天利用太阳之光能与热能，晚上藉助LED灯加强光照10小时，每个月收成三批次。一般养殖条件在气温30-34℃水温28-32℃条件下培养15天平均产量每天约7.43g /(m2˙d)使用2,000 Lux照度即可。意大利使用管道式光生物反应器，使用硬质或质透明管(D=13cm壁厚4mm)，每一个循环，速率为0.26m/s，管道最长500m，相当于8m3体积与80m2面积，在一年产量意大利中部可达干重33t/ha，其原理使用气升式原理驱动管道内培养液流动，用较粗歧管管道让氧排出，透明管道光反应器管壁薄透光性佳，为下一代微藻培养系统密闭式培养系统之优点1.面积与体积比高光利用率高2.能生产较高的生物量3.CO2转换率高4.污染少5.培养期间较易监测。
三、成本分析比较
(一)、螺旋藻接种成本
微藻体内含有40~50%的碳成分，因此生成1公斤的微藻细胞，需1.83公斤左右的二氧化碳，碳对于微藻的重要性。无机碳源的利用会因藻种和环境条件而异，螺旋藻为光合自营生物，其细胞构造简单，无真正细胞核与其他细胞器，在无光照环境条件下也能利用含有有机碳源的培养液中成长，即异养生长。在光照条件下螺旋藻可以碳水化合物来补充营养，最适合生长条件特殊，需要在高pH值与高温环境条件才能正常成长，此外，温度与CO2溶解度有密切关系，本试验研究依注入CO2浓度(5-15%)来调整螺旋藻培养基配方(Zarrouk,1966)，当CO2注入浓度达15%时，尾端量测CO2浓度降至859ppm且pH亦会随CO2浓度升高而降低。其中NaHCO3降至50%，因此，为降低每批次接藻药品成本，每接种10公吨藻种所需成本为6,556.44元，接种后藻体直接供应立体光合反应器生产。
二、立体光反应器成本
立体光反应器立体空间需求大，加上曝气会造成水分损失非常高，可能造成盐类析沉淀低二氧化碳损失高，依水深而定，低氧气浓缩低密闭系统内累积，须以气体交换方式去除，以免造成光合作用抑制或氧化造成温度变化大，因此在二氧化碳添加、pH控制、清洁与保养均需相当费心思考。目前商业化藻类培养及产物收集流程，首先经选种，进入纯种培养与接种、光合生物反应器培养，达到设定生产浓度后经由离心机脱水，再将脱水后藻类于低温环境下，应用纯水清洗，再次离心脱水及瞬间灭菌，最后经由喷雾干燥成为健康食品。
因微藻收成生产浓度较低，及采用食品等级产品加工方式费用高，采收成本至少占总成本之20-30%，高采收成本也造成藻类能源化利用推广，仍然缓慢原因。
本试验进行成本分析，并比较开放式养殖池与立体光合反应器成本关系进行探讨，表5-2螺旋藻开放式养殖与立体养殖成本、收益分析，其投入资本在设备方面开放式养殖池75万元与立体光合反应器成本638万元，总收入成本713万元。其中设备以15年摊提折旧，一年要摊提47.53万元。其中经营成本为1,547,264.76元。其中变动成本包括：螺旋藻接种费、收集网费、临时工资、药品费、水电油料费、其他耗材等杂项费用。人事成本包括：雇工资，以现有设备规模雇用长工一名，人事成本一年平均支出为650,000元。管理费用平均132,600元，管理费用包括：运输费用、保险费等。电费成本7,009.20元，藻种所需药品成本157,355.56元，其他杂项开销成本105,000元。一年开放式养殖池每批次生产以十个工作天估算，可以生产24批次。而立体光合反应器因清洗较困难，以18批次估算，则一年总收入扣除成本可以净利75,101.80元。
各项开支占总成本比率以人事成本，约占总成本43.3%为最高，其次折旧摊提为30.72%。管理费用约占总成本8.57%，电费成本约占总成本0.45%，藻种所需药品成本，约占总成本10.17%，其他杂项开销成本约占总成本6.79%。
数据源：本试验整理
成本考虑通常会使用阳光作为培养系统的光源，光照量在每日及季节的变动下，会影响微藻的产量，可利用光合生物反应器(photo bioreactor)进行微藻培养，改善光照的问题。目前已发展出的光合生物反应器有多种形式，其中以管状光合生物反应器最适合微藻生产。如图2所示，管状光合生物反应器是由厚度小于0.1m的透明直管，以南北走向排列的组合提高光照效率，管材可由玻璃或塑料制成，在直管下方地面可涂上白色漆或铺设白色塑料板，以增强光线的反射及折射以获取更多光能。藻液及新鲜培养基(fresh medium)经由帮浦输送至光合生物反应器中，再送回储藏槽。在连续的培养状况下，槽中需以定速加入新鲜培养基，为了避免微藻沈积发生，光合生物反应器中会以帮浦及打气机维持紊流(turbulent flow)。
三、螺旋藻固碳成本分析
芬兰在1990年开始，是欧洲最早实施能源税(碳税)的国家，1997年开始除了电厂的发电原料给予免税优惠，最终的消费者都需缴交电力消费税，除了电力之外，各种油品、煤、天然气均需缴交碳税。虽然课税的项目不同，但挪威、瑞典、丹麦、荷兰都跟进课征能源税，欧盟国家为了避免因课征能源税造成产业短期成本大增，影响经济成长，大多数国家在课税之外，也实行相关产业免税或减税之配套措施。二氧化碳的交易价格约在20至50美金左右，台湾可以此为基准，向企业征收「碳税」，先从比较低的标准，也就是每排放一吨二氧化碳课征300元(约10美元)的税金开始，之后再逐年往上调整。2007年台电公司的核能发电成本为0.63元/度，燃煤发电成本为1.18元/度，风力发电成本约为2.57元/度，天然气发电成本为4.77元/度。
二氧化碳吸收率之估算，计算固碳成本与收益分析结果如表5-3所示，本实验以设备现有螺旋藻开放式养殖与立体立体光合反应器设备，现有设备平面池一年固碳量1,064.79公斤与立体光反应器2,234.02公斤合计，总固碳量3,298.81公斤，固碳总成本所需支出成本1,547,264.76元，螺旋藻销售总收入，可以依市场螺旋藻粉状交易价格每公斤售价1,600元，我们以原料螺旋藻粉以每公斤900元估算，总收入可达1,622,366.56元，一年净利75,101.80元，因此每公斤固碳成本达469.04元，但以电厂排放CO2所产生副产品价值是值得推广。
注1：开放式养殖池每批次耗能40.194kg×24批次/年=964.656kg/年1064.79 kg/年-964.656kg/年=100.134kg/年=0.100134ton/年可推估0.100134 ton /年0.01公顷=10.0134ton/年/公顷
注2:立体式光合反应器每批次耗能82.94kg×18批次=1492.92kg2234.02kg/年-1492.92kg/年=741.1kg-CO2/年=0.741 ton/年可推估0.741ton/年/0.01公顷=74.1ton/年/公顷
四、结论与建议
在藻类的悬浮液中，光透入的强度会随着透入深度的增加而迅速减少。细胞密度大时，仅在表面的细胞能接受到光合作用的饱合光照强度，大部份细胞的光强度是不足的，如果细胞密度很大，培养实际上是处在黑暗的环境中，当藻类在指数生长期细胞迅速繁殖细胞密度增大后，光照不足将成为生长抑制的因子。
1. 通入等量空气下，比较气举式与搅拌式的反应器的生长曲线，发现搅拌式有较快的生长速率，故搅拌式有较好的质传效果。在大型流动式反应器中，藻在7% CO2浓度与通入空气的比较下，藻在7% CO2浓度有较快的生长速率，故通入适量的CO2有助于藻的生长。
2. 能够逐步培养出能够容忍较高浓度CO2的藻体，本实验的条件中可培养出容忍13-15% CO2的藻体，此藻体足以容忍电厂所排放的二氧化碳浓度。
3. 立体光合反应器受限于遮蔽率影响，仍有光照盲点无法有效利用无价的太阳光，加上目前市售LED有红光与蓝光、白灯且功率亦受限无法自行挑选，利用晚上启动LED灯源弥补白天光照。
4. 微藻要大量生产除了要培养液外，最大的课题如何降低成本。本次实验不管是利用添加碳酸氢钠或通入二氧化碳气体的方式，虽然证明了对螺旋藻生长有帮助，但都显示过程成本昂贵，如何让成本降低pH回馈控制方式则可以尝试控制在更高的pH或于藻细胞浓度达到一定范围时才启动pH回馈控制系统等。利用pH回馈控制来补充碳源与连续添加CO2微藻培养的效果及成本效益比较及利用半连续培养或连续培养方式更新率(renew rate) 。
5. 立体光合反应器设计仍有些许改进空间如培育桶较小(20L)，清洗不易(可以设计较大型圆形透明500L或一吨的FRP桶)，中间利用四面光照LED灯直接置崁入槽体，可以直接增加照度效果。
6. 微细藻食物链最底层属基础生产者，当基础生产者组成发生变化时，整个生态系将导致不可预期的改变。当决策者决心发展这一项产业，是否能够评估出，这项产业对其他产业或者生态环境产生的冲击程度。另以单纯以生态经济的观点来看，养殖微细藻产生的利润虽然高，是否会一窝蜂的投入生产造成生态资源改变，应予再加以审慎评估。
参考文献
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