生物技术在新能源生产中的应用

生物技术在新能源生产中的应用

钟彪

（贵州大学资源与环境工程学院勘技101班,1008100165）

摘要：现在世界面临的三大问题是资源、环境、人口。自从工业革命以来，人类所需要的能源越来越多，地球上亿年积累的化石能源——石油、天然气、煤等，仅能支撑300年的大规模开采就将面临枯竭。。现在我们又必须触及到一个全球类话题——节能减排、可持续发展。所以现在人类需要一种新型能源来延续人类的文明。

关键词：生物能，环境，能源

目前在世界上主要是采用微生物技术开发新型的能源，生物能主要以清洁、环保、原料廉价的特点得到人们的喜爱，它能把很多诸如秸秆、残枝枯叶、禽畜粪便这些日常生活中看似无用的东西经过发酵变成我们需要的热能、光能等。但是现在此项技术还局限于沼气、发酵乙醇的简单能源开发阶段，本文将在综述微生物能源技术研究现状的基础上，提出了新的设想，以期为微生物能源技术的研究探讨新的途径。

Biologicalte chnology in the new energy production application

ZhongBiao

(GuizZhou university resources and environmental engineering institute) Abstract: now the world faces three major problems of resources, environment, population is. Since since the industrial revolution, human need energy more and more, the earth years of accumulation of fossil energy-of oil, natural gas and coal, only to support 300 years of large-scale mining will run out.. Now we also have to touch to a global class topics-energy conservation and emission reduction, and sustainable development. So now the human need for new energy to continue the civilization of the human race.

Keywords: creature, environment, energy

1、生物能源的研究现状

1.1燃料酒精

燃料酒精是清洁汽油的主要代替物。美国在燃料酒精上投入大量的财力和物力。!""# 年美国的乙醇产量为496万吨，其中ADM公司占40%，2003年美国全国有12套装置投产使美国的燃料乙醇达到840万吨。美国和巴西早就成为发展燃料乙醇的刁帆。目前许多农业资源丰富的国家均以制定计划，积极发展燃料酒精工业。

据报道，巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆，大大减少大气污染。既然乙醇用于汽车燃料显示其优越性，那么如何采用最佳途径来生产乙醇呢？其中采用最经济而实用的办法制取乙醇有两方面值得认真考虑：一是利用废弃的农业秸秆为原料生产燃料乙

醇；二是培植绿藻生产乙醇。就前者而言，秸秆在全球是一类量大面广的作物废弃物，我国每年有6.5亿吨秸秆的产出，直接燃烧污染环境，如果利用这些秸秆哪怕是一部分生产燃料乙醇的话，那是一件利国利民的事，有利于保护生态环境。

1.2生物制氢

氢气的制备方法有太阳能制氢、水电解法制氢、天然气或者工业尾气分离制氢和生物制氢等。。目前工业化的制氢方法为天然气或尾气分离制氢和水电解法制氢。从目前世界氢产量来看，90%是由天然的碳氢化合物如天然气、煤和石油产品中提取的，2+是采用水电解法制取的。化学方法制氢要消耗大量的矿物资源，而且再生产过程中产生的污染物对地球环境造成破坏。利用生物方法进行氢气生产，受到世人关注。生物制氢包括生物质气化制氢和微生物发酵制氢! 种。利用生物质如秸秆等裂解气化制备氢气是一种非常有前景的氢气生产方法，目前国外已完成中试。微生物发酵制氢是另一种有前景的氢气制备方法。

迄今为止生物制氢一般采用的微生物有光合菌、蓝绿藻、细菌等，其主要方法有：利用蓝

绿藻生物光解水；有机化合物光合细菌光分解法；厌氧细菌、兼性厌氧细菌、好氧细菌发酵法，光合细菌和厌氧细菌的转化效率高，而且底物利用广。因此现在的研究主要集中在

光合细菌（包括绿藻、蓝细菌）和厌氧细菌。光合细菌可利用光合机构转化太阳能为氢能，即光裂解水产氢。从理论上是理想制氢途径。目前研究较多的是蓝细菌，但蓝细菌作为

产氢来源似乎并不合适，因为在光合放氢的同时，伴随氧的释放，易使氢酶失活。除了产氢效率较低外，如何解决放氢酶遇氧失活是该技术应解决的关键问题。

2、生物能应用的展望

2.1开发军民两用的生物能源

不论军用的兵器如机动装备大部分，或是民用的汽车等交通工具均以汽油、柴油为燃料、若用氢气作燃料更为理想，其特点：（1）洁净，不污染环境；（2）热效率高，约是汽油的3倍；（3）生物制取氢气有潜力。正因为如此，充分利用生物技术生产氢气将大有可为。如用一种红假单胞菌为生产菌，以淀粉为原料生产氢气取得良好效果，每消耗1克淀粉可产氢气1毫升。用氢和其他少量燃

料混合可替代汽油、柴油。乙醇也是一种洁净生物燃料，用途广泛，可用来替代汽油和柴油。

2.2以CO2废气为原料开发新能源

来源广泛的CO2既是重要温室气体之一，也是化工原料，当CO2的释放

与吸收未达到动态平衡时必然给生态环境产生不良后果。为此，CO2作为一类

废气如何进一步转化，实现资源化的研究有着重要意义。其中将其实现能源化是值得注意的研究课题。至少可采用化学方法和生物方法使CO2转化能源。我们可以采用如下方法实现CO2转换成能源：

利用藻类：藻类特别是那些微型单胞藻不论是原核的或是真核的，它们是吸收CO2进行光合作用生产绿色新能源最有效途径。大量微型藻增殖过程中充分利用CO2，在光照条件下合成有机物将太阳能储存起来，其藻体生物量称得上

是个巨大的“储能库”。

3、结语

为了实施可持续发展战略，寻求能源合理利用的新途径，开发可再生的清洁能源已成为人类迫切需要解决的难题。以可再生资源为原料生产燃料酒精、生物柴油和氢气，具有清洁、高效、可再生等突出特点。随着生物技术的发展，在关键酶如纤维素酶、木聚糖酶等方面已有较大突破，因此利用纤维素发酵制备酒精已为时不远了。我国有丰富的植物油脂及动物油脂资源，而且饭店产生大量的煎炸油，如果加以很好利用，有很大的市场潜力。生物制氢已有较好基础，但要实现大规模工业化，目前还有一些关键问题需要解决，如高效的转化技术、