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生物燃料离应用还有多远?

2019-10-09 13:06:26来源:励志吧0次阅读

今年上半年以来,随着“人车争粮”的生物燃料产业模式饱受非议,业界开始把目光转向开发下一代生物燃料技术———从纤维素中制取生物燃料,并将其誉为今后全面替代化石燃油的最大希望。 那么,这一前途广阔的领域目前进展如何,距离实用生产还存在哪些困难?在10月23日、24日于青岛举办的中国科学院生物能源与过程学术研讨会上,记者采访了中国科学院青岛生物能源与过程研究所(筹)的有关专家。 “这两年来,纤维素生物燃料的技术研发取得了许多突破,国外也有了一些小规模的投产尝试。”研究所生物能源资源中心主任、研究员徐健说,“不过目前总体还是以实验室阶段为主,尚未具备商业化的条件。” 据介绍,现已投入商业化生产的甘蔗、油菜及其他非粮燃料作物,要么仍需占用大量耕地,要么加工工艺尚不成熟。而纤维素是构成植物茎叶的主要成分,仅国内每年产生的秸秆、锯屑等工农业废弃物中就含有数亿吨。但比起用于制取第一代生物燃料的淀粉、蔗糖和生物油脂,纤维素是结构稳定的大分子,直接利用更为困难。 研究所“工程大肠杆菌制备生物柴油关键技术”项目首席科学家、研究员咸漠介绍说,目前的生物柴油一般从动植物油脂中提炼,原料成本较高。“而改用秸秆等废弃植物体中的纤维素,就将获得大量而廉价的原料来源,二氧化碳减排量也可增加3倍以上。” 一年来,咸漠主持的团队都在研究分解秸秆中纤维素的技术,并用基因工程培育一种能合成脂肪酸的新型大肠杆菌,现已取得了阶段性进展。 另一方面,与太阳能、风能等其他可再生能源相比,生物能源更难实现规模化集中生产,其中的重要原因就是生产工艺难于放大。 “从小型生物反应器到大型设备,微生物的生存空间、个体数量等都要增长至少几个数量级。如何让它们仍然能够充分‘工作’乃至维持生存,都会面临许多工艺难题。”研究所所长王利生说。 从美国获得计算机硕士和生物化学博士的徐健,今年回国后正在主持一个研发团队,培育一种嗜热、厌氧的杆菌用于制取生物乙醇,这两种习性正是规模化生产所需要的。 王利生称,生物能源的开发涉及多个学科领域,相关科研及经营人才目前尚处于分散状态,尚未成为产业的纤维素生物燃料更加需要各方面人才的交叉、整合。 “除了开展学术交流,更重要的是在各相关学科之间搭起桥梁,并将基础研究、技术开发和市场化三方面的力量整合在一起。”王利生表示,青岛生物能源与过程研究所的筹建,一定程度上正是为了充分吸引、集中各相关领域的国内外人才,研究所的机构设置和管理制度也贯彻着“资源共享”的理念。 徐健介绍说,筛选并培育工程微生物是开发纤维素生物燃料的关键,但这又是一项浩繁艰巨甚至充满偶然性的工作,还要面临某些国际生物工程集团通过专利对菌种进行的技术垄断。“寻找合适的工程微生物,除了借助生物工程技术的力量,恐怕也有待于人类对微生物的更多了解,这需要学界的共同努力。”

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