上海交通大学：《生物技术与人类》通识课程教学资源（小论文）微藻生物质能源与专利保护 Microalgal bio-fuel and patents

上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称： 生物技术与人类 课程号：B1913班级号：F1419101 姓名： 胡城绵 学号： 5130919023专业： 法学 课程小论文 题目 20 得分 序号 选题 1 生物技术的由来与发展 2 基因工程与农业革命 3 “黄金水稻”所引发的故事 4 “绿色革命”与农业基因工程 5 转基因食品安全吗？ 6 舌尖上的生物技术 7 功能食品与生物技术 8 新能源的希望生物柴油 9 化解能源危机的微生物 10 “白色革命”与生物技术 11 改变环境的基因科学 12 “红色革命”与基因工程 13 非典型战争一生物战与基因武器 14 抗生素与耐药菌 15 转基因的影响 16 基因的伦理 17 试管婴儿的是与非 18 转基因与生物多样性 19 人类基因与专利 20 自选题目（限在粮食或视频、能源或人类健康领域） 微藻生物质能源与专利保护

上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称： 生物技术与人类 课程号： BI913 班级号： F1419101 姓名： 胡城绵 学号： 5130919023 专业： 法学 课程小论文 题目 20 得分 序号 选题 1 生物技术的由来与发展 2 基因工程与农业革命 3 “黄金水稻”所引发的故事 4 “绿色革命”与农业基因工程 5 转基因食品安全吗？ 6 舌尖上的生物技术 7 功能食品与生物技术 8 新能源的希望-生物柴油 9 化解能源危机的微生物 10 “白色革命”与生物技术 11 改变环境的基因科学 12 “红色革命”与基因工程 13 非典型战争—生物战与基因武器 14 抗生素与耐药菌 15 转基因的影响 16 基因的伦理 17 试管婴儿的是与非 18 转基因与生物多样性 19 人类基因与专利 20 自选题目（限在粮食或视频、能源或人类健康领域） 微藻生物质能源与专利保护

胡城绵 (上海交通大学凯原法学院上海200030) 摘要：能源是现代工业的支柱，是国民经济发展的动力源泉。然而，随着人类不 断地，无节制地使用化石能源，一些传统能源终将损耗殆尽，新能源会成为新的 主力军。抛开风能，太阳能，潮汐能等大家熟悉的新能源，以微藻生物为代表的 生物质能源也将占据一席之地。然而，我国在生物质能源上的起步较晚，导致我 国在技术以及专利等相关法律保护上远远落后于欧美国家。本文将尝试着从介绍 微藻生物能源入手，并结合欧美各国发展生物质能源的经验以及现阶段我国在微 藻生物质能源的专利保护情况，激发并呼吁更多的人能够关注微藻等生物质能源 的发展。 关键词：微藻生物质能源专利 Microalgal bio-fuel and patents HU Cheng-Mian (Shanghai JiaoTong Koguan Law School Shanghai 200030) Abstract:Energy is the mainstay of modern industry,and it is the power source for the development of national economy.However,as people keep using energy without restraint,some traditional energy would be worn out some day,and new energy would be of great importance.Aside from wind energy,solar power,tidal energy which people are familiar with,bio-fuels such as microalgae would be critical.However,China still falls behind just because we started late,which leads to the great gap in technology and legal protection such as patents between the western countries.This essay intends to start from the introduction of the microalgal bio-fuel,then to combine the experience from western countries and the current conditions of China so as to stimulate more people to pay attention to the development of microalgal bio-fuel. Key words Microalgae,Bio-fuel,Patents 1.微藻生物质能源概况 生物质能源是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微 生物。而所谓生物质能源，就是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式

胡城绵 （上海交通大学凯原法学院 上海 200030） 摘要：能源是现代工业的支柱，是国民经济发展的动力源泉。然而，随着人类不 断地，无节制地使用化石能源，一些传统能源终将损耗殆尽，新能源会成为新的 主力军。抛开风能，太阳能，潮汐能等大家熟悉的新能源，以微藻生物为代表的 生物质能源也将占据一席之地。然而，我国在生物质能源上的起步较晚，导致我 国在技术以及专利等相关法律保护上远远落后于欧美国家。本文将尝试着从介绍 微藻生物能源入手，并结合欧美各国发展生物质能源的经验以及现阶段我国在微 藻生物质能源的专利保护情况，激发并呼吁更多的人能够关注微藻等生物质能源 的发展。 关键词：微藻 生物质能源 专利 ￾icroalgal bio-fuel and patents ￾￾ ￾⼎￾։￾-￾￾։ (S⼎￾։￾⼎￾ J￾oTo։￾ Ko￾u￾։ L￾w Sc⼎ool S⼎￾։￾⼎￾ 200030) Abstract: E։￾r￾y s t⼎￾ m￾։st￾y of mod￾r։ ։dustry, ￾։d t s t⼎￾ pow￾r sourc￾ for t⼎￾ d￾v￾lopm￾։t of ։￾to։￾l ￾co։omy. ￾ow￾v￾r, ￾s p￾opl￾ k￾￾p us։￾ ￾։￾r￾y wt⼎out r￾str￾։t, som￾ tr￾dto։￾l ￾։￾r￾y would b￾ wor։ out som￾ d￾y, ￾։d ։￾w ￾։￾r￾y would b￾ of ￾r￾￾t mport￾։c￾. Asd￾ from w։d ￾։￾r￾y, sol￾r pow￾r, td￾l ￾։￾r￾y w⼎c⼎ p￾opl￾ ￾r￾ f￾ml￾r wt⼎, bo-fu￾ls suc⼎ ￾s mcro￾l￾￾￾ would b￾ crtc￾l. ￾ow￾v￾r, ￾⼎։￾ stll f￾lls b￾⼎։d just b￾c￾us￾ w￾ st￾rt￾d l￾t￾, w⼎c⼎ l￾￾ds to t⼎￾ ￾r￾￾t ￾￾p ։ t￾c⼎։olo￾y ￾։d l￾￾￾l prot￾cto։ suc⼎ ￾s p￾t￾։ts b￾tw￾￾։ t⼎￾ w￾st￾r։ cou։tr￾s. T⼎s ￾ss￾y ։t￾։ds to st￾rt from t⼎￾ ։troducto։ of t⼎￾ mcro￾l￾￾l bo-fu￾l, t⼎￾։ to comb։￾ t⼎￾ ￾xp￾r￾։c￾ from w￾st￾r։ cou։tr￾s ￾։d t⼎￾ curr￾։t co։dto։s of ￾⼎։￾ so ￾s to stmul￾t￾ mor￾ p￾opl￾ to p￾y ￾tt￾։to։ to t⼎￾ d￾v￾lopm￾։t of mcro￾l￾￾l bo-fu￾l. Key words : Microalgae, Bio-fuel, Patents 1. 微藻生物质能源概况 生物质能源是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微 生物。而所谓生物质能源，就是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式

即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化 为常规的固态、液态、气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源。· 微藻是一类系统发生各异、个体较小、通常为单细胞或群体的、能进行光合 作用（少部分为异养生长）的水生（或陆生、气生、共生）低等植物，今天，在地球上 存活的微藻超过20万种，微藻每年固定的二氧化碳大约占全球净光合产量的40%， 在能量转化和碳元素循环中起到举足轻重的作用。2 1.1微藻生产可再生能源的机制 微藻作为在自然界随处可见的一种低等植物，品种繁多，且对于生长环境没有 太多的要求，产量很高，代谢产物也较为丰富。微藻能够通过生物转化或后加工形 成多种形式的生物能源。如有些微藻在光合作用过程中能够通过光生物水解产生 氢气；有些微藻在次生代谢过程中，会产生烃类物质：有些微藻如金藻纲、黄藻纲、 硅藻纲等在生长繁殖过程中，体内能够积累大量的不饱和脂肪酸：微藻光合作用所 产生的生物质通过发酵气化、热解、氢化或热化学液化可分别转变为甲烷气、甲 醇、汽油、烃或燃料油：同样，微藻细胞内积累的油脂通过酯交换反应可转化为生 物柴油。 根据现有的科学研究，在一些藻类中含有大量丰富的烃类物质。布朗葡萄藻烃 类物质占干重的比例可以达到75%，另一些藻类含有极其丰富的脂类物质，如硅藻、 杜氏藻和小球藻等，大多含有30%~50%左右脂类，有的甚至高达85%。从这个意义 上说，微藻是当今最有开发前途的能源之一。 1.2微藻生产可再生能源的机制微藻生物能源的优点 微藻作为一种潜在的可再生能源的生产者具有很多优点。比如说，光合作用 转化效率高。藻类是光合自养生物，直接将太阳能转化为化学能，能量只需转化一 次。它们的光合作用转化效率可达10%以上。其次，生长速率快。藻类繁殖快，培 养周期短，因此可获得大量生物量，单位面积产量是高等植物的数倍。另外，其不 占用耕地。藻类是水生植物，可利用荒地进行生产，不与农争地：最后，环保节能。 藻类生长过程吸收的二氧化碳与燃烧过程中排出的二氧化碳数量相等，藻类生物 燃料的生产和使用不增加温室气体二氧化碳，可以保持碳平衡。 有人曾推算过，在技术成熟的条件下，如果能利用国内14%的盐碱地培养微藻， 那么其生产的柴油量可以满足国内50%的需求。同时，它对二氧化碳的减排作用也

即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化 为常规的固态、液态、气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源。 1 微藻是一类系统发生各异、个体较小、通常为单细胞或群体的、能进行光合 作用(少部分为异养生长)的水生(或陆生、气生、共生)低等植物,今天,在地球上 存活的微藻超过 20 万种,微藻每年固定的二氧化碳大约占全球净光合产量的 40%, 在能量转化和碳元素循环中起到举足轻重的作用。 2 1.1 微藻生产可再生能源的机制 微藻作为在自然界随处可见的一种低等植物,品种繁多，且对于生长环境没有 太多的要求,产量很高，代谢产物也较为丰富。微藻能够通过生物转化或后加工形 成多种形式的生物能源。如有些微藻在光合作用过程中能够通过光生物水解产生 氢气; 有些微藻在次生代谢过程中,会产生烃类物质;有些微藻如金藻纲、黄藻纲、 硅藻纲等在生长繁殖过程中,体内能够积累大量的不饱和脂肪酸;微藻光合作用所 产生的生物质通过发酵气化、热解、氢化或热化学液化可分别转变为甲烷气、甲 醇、汽油、烃或燃料油;同样,微藻细胞内积累的油脂通过酯交换反应可转化为生 物柴油。 根据现有的科学研究,在一些藻类中含有大量丰富的烃类物质。布朗葡萄藻烃 类物质占干重的比例可以达到 75%,另一些藻类含有极其丰富的脂类物质,如硅藻、 杜氏藻和小球藻等,大多含有 30%～50%左右脂类,有的甚至高达 85%。从这个意义 上说，微藻是当今最有开发前途的能源之一。 1.2 微藻生产可再生能源的机制微藻生物能源的优点 微藻作为一种潜在的可再生能源的生产者具有很多优点。比如说，光合作用 转化效率高。藻类是光合自养生物,直接将太阳能转化为化学能,能量只需转化一 次。它们的光合作用转化效率可达 10%以上。其次，生长速率快。藻类繁殖快,培 养周期短,因此可获得大量生物量,单位面积产量是高等植物的数倍。另外，其不 占用耕地。藻类是水生植物,可利用荒地进行生产,不与农争地;最后，环保节能。 藻类生长过程吸收的二氧化碳与燃烧过程中排出的二氧化碳数量相等,藻类生物 燃料的生产和使用不增加温室气体二氧化碳,可以保持碳平衡。 有人曾推算过，在技术成熟的条件下，如果能利用国内 14%的盐碱地培养微藻， 那么其生产的柴油量可以满足国内 50%的需求。同时，它对二氧化碳的减排作用也

为解决高碳排放问题提供了希望。其优越性可见一斑。 2.欧美主要国家生物质能源产业发展的思路和做法 自从上世纪70年代两次石油危机爆发以来，能源供应安全成为各大国关注的 焦点，而欧美各国也纷纷调整能源战略，其从依赖能源进口转变为自主研发清洁、 安全和可持续利用能源。生物质能源的开发利用因此提上日程。世界各国纷纷采 取立法和各种政策措施对生物质能源的技术研究开发、市场开拓及推广应用给予 有利支持，生物质能源产业在各个国家取得了不同程度的进展。 (一)美国 美国在生物质能源领域上获得的现有成果与其在法律、战略、经济方面采取 的巨大支持政策是密不可分的。以微藻为例，美国最早的关于微藻资源开发的专 利始于1976年，该专利公开了一种利用微藻处理废水的技术，其收获的微藻可作 为生物燃料的原料。另外，从1973年的第一次石油危机到现在，美国始终注重宏 观战略的制定。最早在1978年卡特总统签署的《1978年国家能源法案》(National Energy Act of1978,NEA)奠定了美国能源法体系的基础。它由5个单一法案 组成，即《公用事业管制政策法案》、《1978年能源税收法案》、《国家节能政策法 案》、《电厂和工业燃料使用法案》、《天然气政策法案》。而在当代，2009年6月， 美国众议院通过《美国清洁能源安全法案》。3这足以证明美国在能源战略安排上是 深思熟虑和科学规划的，且特别注重法律以及专利的保护。 (二)欧洲 欧盟对于生物质能源的利用也比较多，其中生物柴油是欧盟国家发展的重点。 欧盟委员会从20世纪90年代开始实施生物能源开发计划。1994年欧盟委员会通过 决议决定发展生物能源，并给予生物燃料中试产品免税的优惠政策。在这些年里， 其一方面出资支持生物质能源技术开发和研究，另一方面通过税收补贴等形式支 持生物质能源产业的发展。另外，欧盟也特别注重宏观法律体系的构架。欧盟能 源法律制度主要由两个法源组成：一是基本法，如《欧洲煤钢共同体条约》、《阿 姆斯特丹条约》等；二是从属法，它包括欧盟各机构所制定的各种条例、指令、 决定、建议和意见等

为解决高碳排放问题提供了希望。其优越性可见一斑。 2.欧美主要国家生物质能源产业发展的思路和做法 自从上世纪 70 年代两次石油危机爆发以来，能源供应安全成为各大国关注的 焦点，而欧美各国也纷纷调整能源战略，其从依赖能源进口转变为自主研发清洁、 安全和可持续利用能源。生物质能源的开发利用因此提上日程。世界各国纷纷采 取立法和各种政策措施对生物质能源的技术研究开发、市场开拓及推广应用给予 有利支持,生物质能源产业在各个国家取得了不同程度的进展。 （一）美国 美国在生物质能源领域上获得的现有成果与其在法律、战略、经济方面采取 的巨大支持政策是密不可分的。以微藻为例，美国最早的关于微藻资源开发的专 利始于 1976 年，该专利公开了一种利用微藻处理废水的技术，其收获的微藻可作 为生物燃料的原料。另外，从 1973 年的第一次石油危机到现在，美国始终注重宏 观战略的制定。最早在 1978 年卡特总统签署的《1978 年国家能源法案》（National Energy Act of 1978，NEA）奠定了美国能源法体系的基础。它由 5 个单一法案 组成，即《公用事业管制政策法案》、《1978 年能源税收法案》、《国家节能政策法 案》、《电厂和工业燃料使用法案》、《天然气政策法案》。而在当代，2009 年 6 月， 美国众议院通过《美国清洁能源安全法案》。 3这足以证明美国在能源战略安排上是 深思熟虑和科学规划的，且特别注重法律以及专利的保护。 （二）欧洲 欧盟对于生物质能源的利用也比较多，其中生物柴油是欧盟国家发展的重点。 欧盟委员会从20世纪90年代开始实施生物能源开发计划。1994年欧盟委员会通过 决议决定发展生物能源,并给予生物燃料中试产品免税的优惠政策。在这些年里， 其一方面出资支持生物质能源技术开发和研究,另一方面通过税收补贴等形式支 持生物质能源产业的发展。另外，欧盟也特别注重宏观法律体系的构架。欧盟能 源法律制度主要由两个法源组成：一是基本法，如《欧洲煤钢共同体条约》、《阿 姆斯特丹条约》等；二是从属法，它包括欧盟各机构所制定的各种条例、指令、 决定、建议和意见等

3.我国在微藻生物质能源专利上的发展 4 0 ▣专利数量 2003年 2006年2009年 图1中国微藻生物质能源专利的时间分布 我国微藻生物质能源的研究起步较晚，据国家知识产权局的统计数据显示， 从2003年到2010年，与微藻生物质能源相关的专利仅有39项，其中实用新型专利5 项，发明专利34项，不包括未公开的专利。4（我国专利权保护的对象主要有三种， 包括发明、实用新型和外观设计。我国《专利法》第2条第2款、第3款：“发明， 是指对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案；所谓实用新型，是指对产 品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。”) 3.1专利保护的实质性条件 (1)发明必须具有新颖性，新颖性(novelty)是授予专利的一个首要条件，它要求 发明不仅应当是独创的，而且应当是首创的。 (2)发明必须具有创造性，创造性(creativity)是指同申请日以前己有的技术相 比，该发明或实用新型有实质性特点和显著进步 (3)发明必须具有实用性，专利的实用性(utility),是指该发明或者实用新型能 够制造或者使用，并能够产生积极效果。 3.2我国微藻生物技术专利类型 我国生物技术领域的专利类型主要分为三种：产品发明专利，生物技术的方法 发明以及生物技术的应用发明。与微藻生物质能源有关的专利也兼顾这三种类型。 具体来看，包括产油微藻资源、微藻培养系统、培养物采收系统、微藻生物柴油 炼制、含油微藻综合利用等方面。下面笔者将选取其中的一类进行介绍。 3.2.1微藻培养物采收方法以及专利

3.我国在微藻生物质能源专利上的发展 图 1 中国微藻生物质能源专利的时间分布 我国微藻生物质能源的研究起步较晚，据国家知识产权局的统计数据显示， 从2003年到2010年，与微藻生物质能源相关的专利仅有39项，其中实用新型专利 5 项，发明专利34项，不包括未公开的专利。 4（我国专利权保护的对象主要有三种， 包括发明、实用新型和外观设计。我国《专利法》第2条第2款、第3款：“发明， 是指对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案；所谓实用新型，是指对产 品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。”） 3.1专利保护的实质性条件 （1）发明必须具有新颖性, 新颖性(novelty)是授予专利的一个首要条件，它要求 发明不仅应当是独创的，而且应当是首创的。 （2）发明必须具有创造性, 创造性（creativity）是指同申请日以前已有的技术相 比，该发明或实用新型有实质性特点和显著进步. （3）发明必须具有实用性,专利的实用性（utility），是指该发明或者实用新型能 够制造或者使用，并能够产生积极效果。 3.2我国微藻生物技术专利类型 我国生物技术领域的专利类型主要分为三种：产品发明专利，生物技术的方法 发明以及生物技术的应用发明。与微藻生物质能源有关的专利也兼顾这三种类型。 具体来看，包括产油微藻资源、微藻培养系统、培养物采收系统、微藻生物柴油 炼制、含油微藻综合利用等方面。下面笔者将选取其中的一类进行介绍。 3.2.1微藻培养物采收方法以及专利