Năng lượng mặt trời có thể được khai thác để sản xuất methan (CH4) thông qua hoạt động phối hợp giữa tảo và vi khuẩn. Trong quá trình này, tảo được sản xuất đại trà nhờ quang hợp. Sau đó sinh khối tảo được sử dụng để sản xuất methan thông qua quá trình lên men kị khí. Một số loài vi tảo được sử dụng thử nghiệm thành công để
sản xuất methan như hỗn hợp Scenedesmus + Chlorella spp.; Scenedesmus spp. +
Chlorella spp. + Euglena spp. + Oscillatoria spp. + Synechocystis. sp, Hydroctyon reticuratum + Cladopdora glomerata + Anabaena sp.. Sản phẩm chính của quá trình lên men kị khí sinh khối tảo là methan và CO2 với tỉ lệ 70:30 tương ứng.
2.5.2. Sản xuất các nhiên liệu giàu năng lượng* Sản xuất Ethanol và dầu lửa từ Glyxerol * Sản xuất Ethanol và dầu lửa từ Glyxerol
Trong điều kiện nuôi trồng Dunaliella tối ưu, người ta có thể thu được 8gr glyxerol/m2. Glyxerol cũng như một gluxit khác (đôi khi chiếm tới 75% trọng lượng khô tảo) có thể là nguồn nguyên liệu để sản xuất rượu và dầu lửa. Ethanol đang được dùng để thay thế xăng dầu ở Brazil trong khi ở một số vùng của Mỹ người ta bổ sung ethanol vào xăng để tạo hỗn hợp gasohol. Quá trình lên men glyxerol nhờ vi khuẩn Bacillus có thể đạt hiệu suất ethanol: axetat là 92:8.
* Sản xuất Hydrocarbon
Đa số các loài tảo sản xuất Hydrocarbon là vi tảo. Các isoprenoit với phân tử lượng thấp (<16) có thể dùng trực tiếp làm nhiên liệu lỏng thông qua hoạt động của chất xúc tác phù hợp. Tuy nhiên, loại hình công nghệ này mới đang ở giai đoạn nghiên cứu và phát triển. Vi tảo Botryococcus baraunii là loài sản xuất hydrocarbon điển hình với hiệu suất lớn tới 86% trọng lượng khô.
* Sản xuất Hydrogen (H2):
Sản xuất hydrogen được tiến hành thông qua hai cơ chế: sử dụng enzyme nitrogenase của tảo lam hoặc enzyme hydrogenase có mặt trong đa số các loài tảo. Hoạt tính của nitrogenase được phát hiện trong hơn 125 chủng tảo lam, ở cả dạng có và không có tế bào dị hình.
Nitrogenase xúc tác phản ứng chuyển N2 sang amôn: Nitrogenaza
N2 + 8 H+ + 8e à 2 NH3 + H2 Trong khi enzyme hydrogenase xúc tác phản ứng: Hydrogenaza
2H+ + 2e à H2
Việc sản xuất H2 ngoài sáng được thực hiện ở nhiều loài tảo lục, tảo lam, tảo mắt và tảo đỏ.
Tuy vậy, các nhiên liệu có nguồn gốc từ sinh khối tảo khó có thể thay thế hoàn toàn xăng dầu hoặc khí tự nhiên. Nhưng cho dù chỉ dưới hạn ở mức bổ sung nguồn nhiên liệu tự nhiên thì chúng vẫn có vai trò quan trọng trong việc hạn chế gây ô nhiễm môi trường.