生物能源:新工业革命?



文/周林文

    生物能源的优势在于可持续发展,在于会引发全球性的技术变革,必将重塑国际关系格局。

  生物能源仍面临诸多问题

  推广使用生物乙醇可以缓解石油紧缺和环境污染的压力,也是推动农业产业化的一个新途径。但生物能源要大规模地推广并最终完全替代石油,还存在着许多障碍。阻力主要来自传统能源企业。因为除了更新技术设备需要耗费不菲的成本之外,花费在现有设施上的已支付成本耗费也是一个沉重的负担,这包括更新现有的内燃机、为聚合材料工业寻找新的原料以替代石油产品等等。但更重要的是,生物能源长期以粮食作物为原料,极有可能影响到正常的粮供应。

  如果油价下降,生物燃料价格的竞争性必将受到冲击,因此开发出更有效率的生物燃料生产工艺是未来一个明确的努力方向。

  生物技术适时登场

 生物能源:新工业革命?
  以上困难为生物技术的运用提供了广阔的舞台,也推动了生物技术日新月异的发展,以木质纤维作物为原材料的技术就是一个典型的例子。木质纤维的来源是回收的废纸、树木或秸秆,其成分是纤维素、半纤维素和木质素,其中对我们有用的是纤维素。目前可以降低木质素的比例或改变其构成的基因技术已经被开发出来。还有一些技术可以让玉米秸秆自身产生微生物木质素酶,从而在生物提炼之前分解木质素。此外,让植物产生纤维素酶,降解自身的纤维素也是一种提高提炼效率的途径,这种技术也日渐成熟。

  生物技术还有一个努力的方向是增加植物所含有可转化为能量的物质,即总体生物量(biomass)。这有3种可采用的方式:操控调节植物生长的因素、提高植物光合作用的效率、延迟或避免植物开花,以便节省能量开支用于生长。

  通常植物的光合作用只吸收转化了不到2%的太阳光能,这是因为植物体内还进行着一个与之竞争二氧化碳的氧化反应,导致光合作用转化效率低下。但如果运用转基因技术,把来源于蓝细菌的无机碳运输蛋白基因添加到植物基因组中,则会让光合作用更有效率。

  操控调节植物氮代谢的基因也是增加生物量的重要途径,一项关于转基因白杨树的研究表明,带有谷胺合成酶基因的白杨树平均高度是普通白杨树的141%。此外植物遗传学家们还把目光投向树木的结构,试图通过设计合理的树冠和树叶结构,最大限度地吸收光能。同时减少树根的延展,增加地面以上部分的生物量。

  微生物学家也为生物技术的发展做出了巨大贡献。目前他们已经发现了几种发酵能力出众的细菌,但可惜的是它们都没有酵母菌那样强的耐受能力,不能在苛刻的工业生产环境中高效工作。于是有些科学家转而研究酵母菌,希望能让酵母菌具备转化葡萄糖和木糖并产生乙醇的能力,但想培养出这样的“超级酵母”尚须时日。

  生物技术除了在应对粮食安全问题方面取得重大进展之外,在降低生物能源的生产成本、提高生物能源生产效率和替代石油衍生产品方面也取得了巨大的成就。运用生物精炼工艺可以提炼出生物量中的香精、调料和可用于医疗保健的营养物质。残余的生物量可以被分解后做成生物材料,目前广受关注的聚交酯酸就是来源于生物材料的塑料,它安全环保且可水解降解,因此被广泛应用于食品包装和服装制造。一些生物材料还可以替代现有的化工原料,免除了石油衍生材料所需的昂贵的氧化处理步骤。

  生物能源替代传统化石能源是正在发生的历史,它以生物技术为核心,牵涉到每一个国家、每一个人,很有可能引发一场新的“工业革命”。

  

爱华网本文地址 » http://www.aihuau.com/a/9101032201/441603.html

更多阅读

创客:新工业革命的助推器

     《创客:新工业革命》一书认为,现在网络虽然很发达,但人们依然生活在现实世界里,任何一个国家想要真正强大,就必须有坚实的制造业基础。但现在不是要重走大型工厂的老路,而是要建立一种类似于互联网的新兴制造业经济:自下而上、广

第44节:新能源:新的财富之源与新的世界体系(22)

系列专题:《重新定义我们的生活:低碳之路》  周小川眼中的这个超主权储备货币,目前的最佳候选者就是国际货币基金组织(IMF)1969年创设的特别提款权(SDR),“SDR的存在为国际货币体系改革提供了一线希望。”SDR亦称“纸黄金”,因为它是IMF

第43节:新能源:新的财富之源与新的世界体系(21)

系列专题:《重新定义我们的生活:低碳之路》  20世纪90年代以后,强势美元格局下出现了“新特里芬悖论”。最早提出“新特里芬悖论”的国际清算银行亚太代表处首席代表罗伯特?麦考利认为,美国通过相对安全的负债来吸引东亚资本,弥补美国

第42节:新能源:新的财富之源与新的世界体系(20)

系列专题:《重新定义我们的生活:低碳之路》  积极发展智能电网已成为世界电力发展的新趋势。目前英国、瑞典均在积极规划推动智能电网,意大利及美国已率先试行,加州完成了第一阶段试验性200万户小区先进电表系统(AMI)的安装。初步分析

第41节:新能源:新的财富之源与新的世界体系(19)

系列专题:《重新定义我们的生活:低碳之路》  美国的清洁煤发展已经颇见成效。在过去几十年里,美国在减排方面投资上万亿美元。1970年以来,美国的国民生产总值和煤电都增加了两倍,而煤的环境效率却大为改善,每吨煤的正常排放减少了84%。

声明:《生物能源:新工业革命?》为网友菈神灯分享!如侵犯到您的合法权益请联系我们删除