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生物燃料的发展瓶颈尽管生物燃料已在世界各个领域得到应用，但目前还没有成为国际能源的主力军。主要原因是以下限制。原材料来源不稳定。由于多种原因，厨房废油和木本油料作物作为原料来源不稳定。
目前，生物燃料用于世界各地的航空试飞。大多数生物燃料是按一定比例添加到传统航空燃料中的。虽然世界上大多数航空公司进行的飞行试验结果表明，生物燃料和传统燃料的混合可以在不改变飞机发动机结构的情况下提高飞行效率，生物燃料是否足够安全，以及它们是否会腐蚀或侵入发动机材料，但还需要进一步的讨论和验证。
产品成本高。以生物航空燃料为例，其成本是石油航空煤油的数倍，在成本上没有竞争优势。虽然航空公司也会购买一定数量的生物航空燃料，但考虑到成本，购买量不会很大。此外，成品油的生产还将产生外部间接成本。
此外，可以制定政策，引导消费者积极参与生物燃料的使用。欧盟航空公司开发了碳排放交易系统，并为航空公司规定了碳排放配额。在该系统中，以2004年至2006年往返欧盟的航空公司的年平均碳排放量作为该航空公司的排放基线。
生物燃料的佳解决方案即微藻，大小从几微米到数百微米不等。它们可以地生产脂类、蛋白质、多糖和其他有机物质。它们对环境适应性强，体积小，繁殖速度快。其中，油脂可以通过酯交换反应转化为生物柴油。
然而，目前微藻生物柴油的生产成本仍然很高，这是制约其商业化生产的瓶颈。除了继续开发具有优良产油性能的藻类外，还实现微藻生产的综合利用。例如，从微藻中获得高附加值产品，如DHA、类胡萝卜素和活性多糖，并将废弃海藻残渣用作水产养殖的诱饵。
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