于2010年立项、2011年启动的我国微藻能源方向的首个国家重点基础研究发展计划(“973计划”)项目“微藻能源规模化制备的科学基础”，于2011年2月19日在浙江省嘉兴市嘉兴科技城正式启动。该项目由华东理工大学、中国海洋大学、南京工业大学、北京化工大学、中国科学院海洋研究所、中国石油大学(北京)、中国科学院天津工业生物技术研究所、中国科学院过程工程研究所、中国科学院遗传与发育生物学研究所、华南理工大学、厦门大学、中国科学院水生生物研究所和江西新大泽实业集团有限公司等单位联合组织实施。该项目的依托部门是上海市科学技术委员会，依托单位是华东理工大学，华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室李元广教授为该“973”项目的首席科学家。
资源、能源和环境是当前人类社会发展急需解决的三大难题。而我国能源短缺形势严峻，石油等化石能源储备严重不足，远远不能满足经济和社会高速发展的需要，迫切需要从战略角度发展新的可再生能源。受技术和资源等因素限制，核能、风能、潮汐能以及太阳能等可再生能源，还无法替代石油等传统化石能源，且液体燃料仍具有不可替代性。近年来，作为液体燃料之一的生物柴油，已成为国际上发展最快、应用最广的生物能源产品之一，是国际上可再生能源的新生力量，因其可直接利用现有发动机及加油站等设施，且对环境友好(N、S含量低)，同时其热值接近化石柴油，因而发展迅猛，应用范围不断扩大，在柴油市场所占比例稳步上升，但原料不足是限制国内外生物柴油大规模发展的重要瓶颈。
目前，生产生物柴油所用原料均靠种植油料植物，棕榈树、麻风树、油菜等。由于油料植物的油脂面积产率不高，大力发展生物柴油必然要占用大量耕地，影响粮食生产。而微藻种类繁多、分布广、繁殖快，是最简单、最古老的低等植物，它可直接利用阳光、CO2及N/P等简单营养物质快速生长并在胞内合成大量油脂(主要是甘油三酯)，为生物柴油生产提供新的油脂资源；同时可以利用我国广阔的盐碱荒地等非耕土地，孕育一条生物柴油开发的新途径，必将在我国能源供给和国家安全保障、低碳经济与节能减排的发展以及缓解生物能源发展中存在的“与人争粮、争地和争水”矛盾等方面产生重大影响，是国民经济和社会可持续发展的客观要求，微藻能源的发展非常必要，十分紧迫。
微藻能源虽然发展前景广阔、优势独特，已获国内外公认，但迄今为止世界各国在该领域的研发工作还停留在实验研究和中试论证的起步阶段，均遇到技术不成熟而导致成本高这一瓶颈，因而微藻能源在全球尚未实现规模化制备且基础研究薄弱。如果我国能在国际上率先探明微藻能源规模化制备中的关键科学问题，并据此开发出低成本的微藻能源规模化制备技术，无疑将可在国际上占领微藻能源开发制高点，握住未来经济社会持续发展的主动权。
“973”项目“微藻能源规模化制备的科学基础”，将以推动微藻能源规模化制备中核心技术的重大突破为目标，以能源微藻户外大规模培养的实际条件为背景，以提高微藻能源规模化制备系统中各单元的效率为主线，研究从藻种选育到微藻能源规模化制备系统构建过程中亟待解决的生物学及工程学方面的3个关键科学问题---“能源微藻胞内代谢及油脂合成与积累的系统生物学机制”、“能源微藻规模化光自养培养的物质和能量转化及环境调控规律”和“微藻能源规模化加工及系统集成优化原理”。
围绕上述3个关键科学问题，本项目拟从胞内代谢认知、规模培养、能源产品加工与系统集成优化三个层面进行系统深入的研究。第一个层面是以藻种选育及细胞本身基础代谢规律与调控机制发现为主要研究内容；第二个层面是从规模培养角度，研究微藻细胞对环境响应与调控机制、光生物反应器设计原理和放大规律、能源微藻光自养培养工艺优化及放大方法；第三个层面主要是从藻细胞采收、油脂提取、生物柴油制备、非油脂组分综合利用等能源微藻加工及培养与加工系统集成优化角度，挖掘提高效率的原理和方法。
该“973”项目包括“能源微藻优良藻种(株)选育原理与综合评价体系”、“能源微藻光合固碳和油脂积累的代谢网络及系统生物学研究”、“基于光照方向混合及光衰减特性的光生物反应器设计与放大原理”、“能源微藻规模化光自养培养过程的环境响应、优化及放大原理”、“能源微藻采收、油脂提取及生物柴油制备原理与方法”和“非油脂组分资源化利用优化及微藻能源规模化系统集成”等 6个课题。
本项目具有鲜明的生物学和工程学交叉特色及基础研究、应用基础研究与技术应用密切结合的特色，预期于2015年实现微藻能源规模化制备中的关键科学问题的重大突破，为产业化技术瓶颈的突破提供创新的源泉，完成以下目标：挖掘能源微藻优良藻种(株)选育原理，建立能源微藻藻种综合评价体系及适合于我国国情的可规模化培养的能源微藻藻种资源库；揭示能源微藻光能转化、光合固碳及油脂高效合成的机制；阐明光生物反应器设计、优化与放大原理，以及能源微藻光自养培养工艺优化及放大原理；阐明微藻细胞特性对能源微藻加工过程影响规律以及加工工艺优化原理，构建微藻能源规模化制备的集成系统，对其进行系统优化，明晰微藻能源规模化过程中的关键环节和具体的技术瓶颈，获得微藻能源产业化所需的技术、经济及环境评价指标，以推进我国微藻能源的规模化进程。
