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生物能源前景范文第1篇

關(guān)鍵詞微生物;生物能源;研究現(xiàn)狀;應(yīng)用

中圖分類號 Q939.9 文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)11-0282-03

隨著可再生能源的迅速發(fā)展,人們對能源微生物的重視程度日益增加[1]。能源微生物主要包括甲烷產(chǎn)生菌、乙醇產(chǎn)生菌、氫氣產(chǎn)生菌、生物柴油產(chǎn)生菌和生物電池微生物5大類,這些微生物分別與沼氣、生物乙醇、生物氫氣、生物柴油和生物燃料電池等能源的轉(zhuǎn)化有直接的關(guān)系[2-4]。能源微生物以農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物和城市垃圾為原料產(chǎn)生綠色、可再生能源,對社會和環(huán)境的和諧發(fā)展具有重要意義。進一步了解和應(yīng)用能源微生物是綠色農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展中的1個重要而深遠的研究課題,有待于進一步的研究、開拓和探索。

1能源微生物種類及轉(zhuǎn)化機理

根據(jù)安斯沃思(Ainsworth)的分類系統(tǒng),伯杰(Bergey’s)細菌鑒定法和洛德(Lodder)酵母菌鑒定法,能源性微生物主要分為5大類[5-8]:

甲烷產(chǎn)生菌的主要種類有甲烷桿菌屬(Methanobacterium)、甲烷八疊菌屬(Methanosarcina)、甲烷球菌屬(Methanoccus)等[5]。其作用是在生物質(zhì)原料的厭氧發(fā)酵過程中,產(chǎn)生以甲烷為主的沼氣[6]。

乙醇產(chǎn)生菌的主要種類有酵母菌屬(Saccharomyces)、假絲酵母屬(Candida)、裂殖酵母菌屬(Schizosaccharomyces)、球擬酵母屬(Torulopsis)、酒香酵母屬(Brettanomyces)、畢赤氏酵母屬(Pichia)、漢遜氏酵母屬(Hansenula)、克魯弗氏酵母屬(Kluveromyces)、曲霉屬(Aspengillus)、隱球酵母屬(Cryptococcus)、德巴利氏酵母屬(Debaryomyces)、卵孢酵母屬(Oosporium)等[7]。其作用是將復(fù)雜有機物酵解生成乙醇[8]。

氫氣產(chǎn)生菌的主要種類有紅螺菌屬(Rhodospirillum)、莢硫菌屬(Thiocapsa)、紅微菌屬(Rhodomicrobium)、外硫紅螺菌屬(Ectothiorhodospira)、紅假單胞菌屬(Rhodopseudomonas)、藍細菌類硫螺菌屬(Thiospirillum)、板硫菌屬(Thiopedia)、梭桿菌屬(Fusobacterium)、閃囊菌屬(Lamprocystis)、網(wǎng)硫菌屬(Thiodictyon)、埃希氏菌屬(Escherichia)等[9]。生物制氫是利用產(chǎn)氫微生物的生理代謝過程發(fā)酵產(chǎn)生氫氣[10]。

產(chǎn)油微生物包括酵母、霉菌、細菌和藻類,常見的有:淺白色隱球酵母(Cryptococcus albidus)、彎隱球酵母(Cryptococcus albidun)、茁芽絲孢酵母(Trichospiron pullulans)、斯達氏油脂酵母(Lipomyces)、產(chǎn)油油脂酵母(Lipomy slipofer)、類酵母紅冬孢(Rhodosporidium toru loides)、膠粘紅酵母(Rhodotorula),土霉菌(Asoergullus terreus)、紫癱麥角菌(Clavicepspurpurea)、高粱褶孢黑粉菌(Tolyposporium)、深黃被孢霉(Mortierella isabellina)、高山被孢霉(Mortierella alpina)、卷枝毛霉(Mucor-circinelloides)、拉曼被孢霉(Mortierella ramanniana)等霉菌,硅藻(diatom)和螺旋藻(Spirulina)等藻類[11]。微生物油脂是指某些微生物在一定條件下將碳水化合物、碳氫化合物和普通油脂等碳源轉(zhuǎn)化為菌體內(nèi)大量儲存的油脂[12,13]。

生物電池的微生物包括脫硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)、腐敗希瓦菌(Shewanella purefaciens)[14]、大腸桿菌(Escherichiacoli)[15]、銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)[16]、地桿菌(Geobacteraceae sulferreducens)[17]、丁酸梭菌(Clostridium byt-yricum)[18]、嗜甜微生物(Rhodoferax ferrireducens)[19]、糞產(chǎn)堿菌(Alcaligenesfaecallis)、鶉雞腸球菌(Enterococcus gallinanm)等。它們在新能源開發(fā)[20]、微生物傳感器[21]和水處理工藝[22]方面有良好的應(yīng)用前景。

2能源微生物研究與應(yīng)用概況

2.1甲烷產(chǎn)生菌

近20年來,我國科研工作者對厭氧消化處理中的產(chǎn)甲烷菌進行了非常深入的研究。1980年周孟津和楊秀山分離出巴氏八疊球菌;1983年錢澤澎分離出嗜樹木甲烷短桿菌和甲酸甲烷桿菌[23];1984年趙一章等分離出馬氏甲烷短桿菌菌株C-44[24]和菌株HX;1985年,張輝等分離出嗜熱甲酸甲烷桿菌[25,26];1987年劉光燁等在酒窖窖泥中分離到布氏甲烷桿菌CS[27],錢澤澎等分離出亨氏甲烷螺菌[28],1988年陳美慈等分離出嗜熱甲烷桿菌TH-6[29]。而在最近的十幾年里,又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一些新的產(chǎn)甲烷菌種,2000年孫征發(fā)現(xiàn)的彎曲甲烷桿菌Px1[30],極大地促進了產(chǎn)甲烷菌的研究進程。我國現(xiàn)在采用人畜糞便、農(nóng)副產(chǎn)品下腳料、酒糟廢液和其他工業(yè)生產(chǎn)中的廢液等生產(chǎn)甲烷,用于照明、燃燒等,其使用價值是相當可觀的。例如日產(chǎn)酒糟500~600m3的酒廠,可日產(chǎn)含甲烷55%~65%的沼氣9 000~11 000m3,相當于日發(fā)電量12 857~15 714KW,日產(chǎn)標準煤17.1~20.9t,可以代替橡膠生產(chǎn)中烘干用油的30%~40%。我國年產(chǎn)木材采伐廢物1 000萬噸,油茶殼75萬噸,膠渣13萬噸,纖維板生產(chǎn)廢液350萬噸和亞硫酸紙漿廢液180萬噸為原料,通過微生物作用可獲得沼氣1 780億立方米。同時,使上述廢液的凈化率達30%~60%,并可獲得單細胞蛋白飼料約9萬噸(按1.7%得率計)[31]。

2.2乙醇產(chǎn)生菌

燃料乙醇具有燃燒完全、效率高、無污染等特點,用其稀釋汽油所制成的“乙醇汽油”,功效可提高15%左右。制作乙醇的原料豐富,成本低廉。1988年,巴西就有88%的新轎車的發(fā)動機使用乙醇作燃料。美國計劃2006~2012年間,燃料乙醇年用量從1 200萬噸增加到2 300萬噸。英國、德國、荷蘭等農(nóng)業(yè)資源豐富的國家,也在進行燃料酒精的生產(chǎn)[32]。我國纖維素資源充足,年產(chǎn)植物秸稈約6億噸,如果其中的10%經(jīng)微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化,就可生產(chǎn)出乙醇燃料近800萬噸,其殘渣還可用作飼料和肥料,因此發(fā)展纖維素乙醇前景廣闊[33]。1993年,Ho等[34]將木糖還原酶、木糖醇脫氫酶和木酮糖激酶的基因轉(zhuǎn)入釀酒酵母,首次成功構(gòu)建出利用葡萄糖和木糖生產(chǎn)乙醇的工程酵母。Sonderegger等[35]將多個異源基因?qū)氪x木糖的酵母工程菌,重組酵母不僅降低副產(chǎn)物木糖醇的量,所得乙醇產(chǎn)量比親株提高25%?，F(xiàn)有乙醇菌種大多耐受力差、副產(chǎn)物多、對發(fā)酵條件要求苛刻,今后研究應(yīng)致力于篩選優(yōu)良性狀的菌株,或利用基因工程手段選育高產(chǎn)纖維素酶、木質(zhì)素酶菌種以及能克服上述問題的菌種,對其酶學特性、功能基因進行研究,優(yōu)化發(fā)酵條件,輔以工藝措施的改進,提高燃料乙醇生產(chǎn)效率并降低成本。

2.3氫氣產(chǎn)生菌

微生物制氫是一項利用微生物代謝過程生產(chǎn)氫氣的生物工程技術(shù),所用原料有陽光、水,或是有機廢水、秸稈等,能克服工業(yè)制氫能耗大、污染重等缺點;同時,由于氫氣的可再生、零排放優(yōu)點,是一種真正的清潔能源,受到世界各國的高度重視。楊素萍等[36]利用瓊脂固定化Clostridium butyricum 菌株以糖蜜酒精廢液為原料進行產(chǎn)氫。丁酸梭菌(Clostridium butyricum)、產(chǎn)氣腸桿菌(Enterobacter aerogenes)和麥芽糖假絲酵母(Candida maltose)在36℃混合發(fā)酵廢棄物48h,產(chǎn)氫速率可達15.42mL/h?L,明顯高于單個菌種。此外,利用豆渣、堆肥、活性污泥產(chǎn)氫的報道相繼問世。目前的研究應(yīng)努力改進生產(chǎn)工藝,逐漸明確微生物產(chǎn)氫機理,保證其在產(chǎn)氫過程中的高效性、穩(wěn)定性和對不同生態(tài)條件的適應(yīng)性,相信不久的將來微生物制氫將成為世界能源的一個重要支柱[37]。

2.4產(chǎn)油微生物

目前,國內(nèi)繞著如何提高油脂含量,在菌種和發(fā)酵工藝方面開展了大量的研究,成功研制國際水平的產(chǎn)脂微生物菌種與生產(chǎn)工藝[38]。使用生物柴油對人類健康和全球危害都相對較輕,排放物中多環(huán)芳香化合物和亞硝酸多環(huán)芳香化合物含量水平低,二氧化碳和一氧化碳排放量僅為石油的10%,具有較好的生物降解性能。開發(fā)微生物油脂生產(chǎn)生物柴油,在降低污染、增加產(chǎn)量方面較前二者有更大的優(yōu)越性。開發(fā)微生物油脂,不僅微生物發(fā)酵周期短,受場地、季節(jié)、氣候變化影響不大,還可以利用木質(zhì)纖維素、工業(yè)廢水、廢氣等資源豐富、價格低廉的原料進行生產(chǎn),既能夠解決人類資源短缺的問題,又可以保護環(huán)境,一舉多得,具有巨大發(fā)展空間。美國國家可再生能源實驗室(NREL)認為,微生物油脂發(fā)酵可能是生物柴油產(chǎn)業(yè)和生物經(jīng)濟的重要研究方向[11]。

2.5生物燃料電池微生物

生物燃料電池是一類特殊的電池,它以自然界的微生物或酶為催化劑,直接將燃料中的化學能轉(zhuǎn)化為電能,不僅無污染、效率高、反應(yīng)條件溫和,而且燃料來源廣泛,具有較大的發(fā)展空間。Hagerman[39]研究以含酸廢水為原料的燃料電池,Kim等[40]利用微生物電池培養(yǎng)并富集了具有電化學活性的微生物,電池運行3年多,并從中分離出梭狀芽孢桿菌。最近美國科學家找到一種嗜鹽桿菌,其所含的一種紫色素可直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,電池里的單細胞藻類首先利用太陽能,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為糖,再讓細菌自給自足地利用這些糖來發(fā)電。Pizzariello等[41]設(shè)計的兩極室葡萄糖氧化酶/辣根過氧化物酶酶燃料電池,在不斷補充燃料的情況下可以連續(xù)工作30d以上,具有一定的實用價值。

3應(yīng)用前景

微生物作為生物能的主要參與者,其最大特點就是清潔、高效、可再生,與石油、煤炭等傳統(tǒng)能源相比,有利于環(huán)境保護,與太陽能、核能、風能、水能、海洋能等新能源相比,其來源廣、成本低、受地理因素影響小。雖然目前存在一些技術(shù)問題,但開發(fā)潛力是巨大的,利用前景是廣闊的。不僅如此,微生物在現(xiàn)有的非可再生能源利用上也功不可沒,可提高石油開采率和褐煤利用率,降低二者的污染效應(yīng),當之無愧地成為實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展目標的關(guān)鍵因素。利用微生物生產(chǎn)能源和對其進行利用,不僅沒有環(huán)境污染問題出現(xiàn),而且還可使目前污染嚴重的環(huán)境狀況得以緩解。更有發(fā)展前景的是,生產(chǎn)和使用微生物能源可以治理污染,變廢為寶獲得綜合效益。

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生物能源前景范文第2篇

關(guān)鍵詞：林業(yè)生物質(zhì)能源；開發(fā)利用；發(fā)展前景；利用對策

中圖分類號：TK6

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）10016002

1 林業(yè)生物質(zhì)能源的含義及優(yōu)點

1.1 林業(yè)生物質(zhì)能源

林業(yè)生物質(zhì)能由太陽能轉(zhuǎn)化而成，貯藏于林業(yè)生物質(zhì)中，一般通過直接燃燒、熱化學轉(zhuǎn)換、生物轉(zhuǎn)換、液化等技術(shù)加以利用，主要用于氣化發(fā)電、燃料、供熱等[1]。林業(yè)生物質(zhì)是指以木本、草本植物為主的生物質(zhì)，主要包括林木、林業(yè)、林副產(chǎn)品及廢棄物、木制品廢棄物等[2]。

1.2 林業(yè)生物質(zhì)能源的優(yōu)點

林業(yè)生物質(zhì)能源在生物質(zhì)能源中占據(jù)主體地位，和石油、煤炭、天然氣等化石能源相比，主要有以下幾點突出的優(yōu)勢。

1.2.1 清潔能源

傳統(tǒng)化石能源在燃燒過程中釋放大量溫室氣體，使大氣中溫室氣體濃度增加，90%以上的人為排放的溫室氣體都由化石能源燃燒產(chǎn)生，大量的溫室氣體以及有害氣體的排放無疑加重了環(huán)境的負擔，使環(huán)境逐漸惡化。林業(yè)生物質(zhì)能源是一N清潔能源，能有效降低CO2的排放量，并能提高能源的燃燒效率[2]。生物質(zhì)能源的利用方式與轉(zhuǎn)化途徑多樣，可通過生物轉(zhuǎn)化、熱化學轉(zhuǎn)化以及液化轉(zhuǎn)化為柴油、乙醇等燃料。

1.2.2 可持續(xù)、可再生能源

據(jù)測算，世界上煤、石油、天然氣分別可開采220年、40年和60年[3]，如果不開發(fā)可再生能源，人類的能源將面臨枯竭。林業(yè)生物質(zhì)能源可再生，能滿足人類對能源日益增長的需求。

2 國內(nèi)外林業(yè)生物質(zhì)能源的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 國外林業(yè)生物質(zhì)能源應(yīng)用現(xiàn)狀

美國、芬蘭、瑞典和奧地利等國家將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為高品位能源利用已具有可觀的規(guī)模，依次占該國一次能源消耗量的4%、18%、16%和10%[4]，走在世界前列。

2.2 國內(nèi)林業(yè)生物質(zhì)能源應(yīng)用現(xiàn)狀

20世紀80年代以來，生物質(zhì)能源應(yīng)用技術(shù)一直受到政府和科技人員的重視。國家從“六五”計劃就開始設(shè)立重點攻關(guān)項目，主要在氣化、固化、熱解和液化等方面展開研究工作[5～10]，雖然取得了很大進步，但與國外差距還較大。隨著高新技術(shù)的飛速發(fā)展，林業(yè)生物質(zhì)能源工程朝著以綠色化學潔凈轉(zhuǎn)化為高效率、高附加值、精深加工、定向轉(zhuǎn)化、功能化、環(huán)境友好化等方向發(fā)展[4]。

3 林業(yè)生物質(zhì)能源的發(fā)展優(yōu)勢及瓶頸

3.1 林業(yè)生物質(zhì)能源的發(fā)展優(yōu)勢

3.1.1 資源優(yōu)勢

我國幅員遼闊，有大面積尚未利用的適合造林的荒地。我國未利用土地現(xiàn)有2.45億hm2，其中不適宜耕種的宜林荒地占23%，按利用其中20%種植高能源植物計算，每年產(chǎn)生的生物質(zhì)量可替代1億t標準煤[11]。而且我國林下資源也非常豐富，資源上的優(yōu)勢為我國大力發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源提供了物質(zhì)保障。

3.1.2 技術(shù)日趨成熟

我國在能源林樹種選擇和造林模式等方面已有較為豐富的技術(shù)儲備。且在轉(zhuǎn)化工藝上也有突破，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，開發(fā)林業(yè)生物質(zhì)能源的方式逐步多樣化，林業(yè)生物質(zhì)能源通過物理轉(zhuǎn)化可得到固體成型燃料；通過化學轉(zhuǎn)化可得到高壓蒸汽、燃料油等；通過生物轉(zhuǎn)化可得甲烷氣。

3.2 林業(yè)生物質(zhì)能源的發(fā)展瓶頸

3.2.1 林業(yè)生產(chǎn)自動化程度低

我國目前大部分地區(qū)林業(yè)生產(chǎn)自動化程度較低，林木采集基本依靠人工，而大多數(shù)造林地環(huán)境惡劣，加大了采集、運輸難度，從而提高了成本。

3.2.2 轉(zhuǎn)化成本高，轉(zhuǎn)化效率低

雖然目前轉(zhuǎn)化技術(shù)手段日趨成熟，但依舊面臨成本偏高，投入與產(chǎn)出不成正比的問題，因此難以形成規(guī)?；a(chǎn)業(yè)，不利于林業(yè)生物質(zhì)能源應(yīng)用的普及。

4 林業(yè)生物質(zhì)能源的利用對策和措施

結(jié)合我國具體的國情林情，針對目前我國生物質(zhì)能源利用的情況，為推動林業(yè)生物質(zhì)能源的大力發(fā)展，應(yīng)從以下方面入手。

4.1 加大財政投入，加強政策傾斜

林業(yè)生物質(zhì)能源作為能源開發(fā)的一個新興領(lǐng)域，需要國家財政的大力扶持。政策引導和資金扶持是使林業(yè)生物質(zhì)能源應(yīng)用逐步壯大的必要條件。

4.2 充分利用企業(yè)資源，拓寬生物質(zhì)資源開發(fā)的途徑

利用生物質(zhì)能源的開發(fā)與利用是一項高投入的工程，要實現(xiàn)長遠的發(fā)展，除了國家的大力扶持外，還需要社會各界的支持。吸引企業(yè)資源，動員社會力量，充分發(fā)揮民間資本的力量意義重大。

4.3 加大創(chuàng)新力度，提高轉(zhuǎn)化效率

目前由于設(shè)備以及轉(zhuǎn)化方式的局限性，使得生物質(zhì)能源的開發(fā)與轉(zhuǎn)化成本偏高，相對來說產(chǎn)出較低，而技術(shù)上的創(chuàng)新能有效降低成本，提高轉(zhuǎn)化效率。

參考文獻：

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生物能源前景范文第3篇

一、生物能源的發(fā)展現(xiàn)狀與前景

生物能源技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有很長的歷史，但作為一種替代能源，其發(fā)展速度要受制于傳統(tǒng)能源(石油、煤炭)價格的制約。進人21世紀之后，世界油價大幅攀升為生物能源的發(fā)展提供了充足的動力與空間。目前全球生物能源的總產(chǎn)量近800億升，主要生產(chǎn)者是美國、巴西、歐盟及加拿大，占全球生物能源總產(chǎn)量的90％以上。由于生物能源的來源主要是糧食(玉米、大豆)和甘蔗，生產(chǎn)者集中于糧食供過于求的發(fā)達國家與少數(shù)發(fā)展中國家也就不足為奇了。聯(lián)合國糧農(nóng)組織的統(tǒng)計顯示，2007年美國已經(jīng)將20％的玉米產(chǎn)量用于生物燃料，歐盟用于生物燃料的植物油占到植物油總產(chǎn)量的68％，全球用于生物燃料的糧食超過了一億噸。

鑒于高油價將成為全球經(jīng)濟的一種常態(tài)，生物能源的快速增長趨勢是不可遏止的。聯(lián)合國糧農(nóng)組織預(yù)計2015年全球生物能源的總產(chǎn)量將達到1200億升。2007年布什簽署了《新能源法》，批準到2012年生物柴油摻混量要求達到10億加侖(1加侖=4.54596升)；到2015年乙醇玉米摻混量將增至150億加侖；到2022年生物燃料摻混量將增至360億加侖。歐盟2006年提出，在2010年前，歐盟成員國所有的交通燃料必須包含10％的可再生能源，其中5％為生物能源；在2020年前，這一比例還應(yīng)再翻一番。

二、生物能源發(fā)展與能源供求

作為一種替代能源，生物能源的發(fā)展將必然影響到以石油為主的化石能源的供求格局。自第一次世界能源危機之后，面對國際油價的波動，代表生產(chǎn)方利益的OPEC與代表消費者利益的國際能源署之間一般都能夠達成共識，以平抑油價的波動。而唯獨在這一輪的油價上漲中，雙方的立場出現(xiàn)了嚴重的分歧，其中一個重要的原因就是生物能源的發(fā)展。在2007年的OPEC峰會上，成員國第一次開始關(guān)注中期內(nèi)的“能源供給安全問題”。這表明，OPEC已經(jīng)對生物能源發(fā)展所產(chǎn)生影響的憂慮。一旦全球生物能源產(chǎn)量達到一定比例，它將直接威脅到OPEC的壟斷地位。對于發(fā)展生物能源，OPEC處于一種兩難境地：如果繼續(xù)維持現(xiàn)有的立場，不通過增加產(chǎn)量平抑油價上漲，這將會進一步推動全球生物能源的加速發(fā)展；如果大規(guī)模增加產(chǎn)量，這將會加快資源枯竭的到來，提高生物能源在未來能源供求中的影響力。據(jù)國際能源署的預(yù)測，全球石油產(chǎn)量將會在2010－2015年間達到峰值。

長期以來，發(fā)達國家經(jīng)濟對石油的依賴決定了他們只能接受OPEC的壟斷地位。不過，總體上國際能源署與OPEC之間還是能夠和平相處的。“911”事件打破了供求雙方合作的格局。以美國為首的發(fā)達國家對石油供求的擔憂促使其開發(fā)新的替代能源，以重新恢復(fù)對全球能源供求的影響力。

相比之下，發(fā)展中國家非能源生產(chǎn)國的地位也處在一個尷尬的地位上。一方面，發(fā)展中國家的工業(yè)化進程對能源的需求越來越大，而高油價使其經(jīng)濟發(fā)展越來越難以承受；另一方面，絕大多數(shù)發(fā)展中國家缺乏發(fā)展生物能源的基本條件。他們在一定程度上只能被動接受發(fā)達國家與OPEC之間的博弈結(jié)果。一旦生物能源達到了影響全球能源供求的水平，發(fā)達國家與OEPC之間究竟會如何博弈還是一個未知數(shù)。

三、生物能源發(fā)展與糧食供求

生物能源的最終來源是農(nóng)業(yè)，因而世界糧食供求的格局與生物能源的發(fā)展存在直接的聯(lián)系。近期世界糧食價格的暴漲很大程度上是生物能源發(fā)展的結(jié)果。糧價暴漲所引發(fā)的糧食出口貿(mào)易保護與許多發(fā)展中國家的動蕩已成為國際社會關(guān)注的焦點問題。2007年全球糧食總產(chǎn)量在21億噸，其中超過一億噸(占總產(chǎn)量的5％左右)被用作生物能源生產(chǎn)。正是這部分額外的需求打破了全球糧食供求的均衡。

發(fā)達國家之所以敢于以打破全球糧食供求均衡為代價大規(guī)模發(fā)展生物能源，這是和全球農(nóng)產(chǎn)品的基本供求格局聯(lián)系在一起的。多年來，發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)政策特征是以損害消費者的利益對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者給予補貼。而發(fā)展中國家的農(nóng)業(yè)政策特征則表現(xiàn)為以損害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的利益壓低農(nóng)產(chǎn)品的價格。其結(jié)果，世界農(nóng)產(chǎn)品的出口者主要是美國、歐盟、澳大利亞、加拿大、新西蘭等發(fā)達國家，以及南美和東南亞的部分發(fā)展中國家。這就是多邊貿(mào)易談判中的“凱恩斯集團”。

表現(xiàn)在多邊貿(mào)易談判中，以美歐為首的發(fā)達國家一直要求發(fā)展中國家開放農(nóng)產(chǎn)品市場，而發(fā)展中國家則要求發(fā)達國家減少或消除農(nóng)業(yè)補貼。當然，即使在美歐之間對待農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易自由化的立場也存在很大差異。這跟歐盟對農(nóng)業(yè)的過高補貼有關(guān)。在全球農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的這種格局中，用于農(nóng)產(chǎn)品供大于求，以美歐為首的農(nóng)產(chǎn)品出口國處于被動局面。

對發(fā)達國家的農(nóng)產(chǎn)品出口國而言，發(fā)展生物能源將會徹底改變上述被動的局面。面對糧食短缺格局，部分國家已經(jīng)實施出口限制措施，出口國夢寐以求的開放農(nóng)產(chǎn)品市場將會很容易實現(xiàn)。農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)功能變化(從提供食品和纖維的基本功能擴展到開始提供燃料功能)使其成為出口國一個真正意義的比較優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。

對多數(shù)發(fā)展中國家而言，農(nóng)產(chǎn)品供求格局的變化會刺激國內(nèi)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，但缺乏對農(nóng)業(yè)的補貼會使其農(nóng)業(yè)仍將不具備國際競爭力。

四、生物能源發(fā)展與環(huán)境保護

與化石能源相比，生物能源的溫室氣體排放更低。這是發(fā)展生物能源的外部有利環(huán)境。但科學家已經(jīng)提出警告，生物燃料的應(yīng)用并不能解決全球變暖問題，原因是增加農(nóng)業(yè)用地導致森林砍伐，進而會降低碳儲備的能力。

生物能源前景范文第4篇

由于人類社會的發(fā)展，對于能源資源的需求日益迫切，古代植物積累的能源趨于枯竭。同時，人類大量侵占和破壞原有的綠色空間，導致生物資源短缺。為了獲得可再生能源，人們還期望種植高產(chǎn)糖分、淀粉、脂肪酸的能源植物。在耕地十分有限的情況下，只好開發(fā)貧瘠的土地，使植物在惡劣的環(huán)境下生長，并制造便于轉(zhuǎn)化成能源的產(chǎn)品。這就需要提高能源植物的抗逆性。

在農(nóng)業(yè)史上，人類培育農(nóng)作物往往因地制宜，而忽視了植物抗逆性的增強，許多高產(chǎn)作物往往抗逆性較差。誠然，要增強植物的抗低溫、抗干旱、抗鹽堿等能力，還要關(guān)注某些特殊基因功能的發(fā)揮。如今，植物抗逆性基因研究已經(jīng)引起廣泛重視。本人在研究中發(fā)現(xiàn)，從野生物種中獲得的基因，包括WRKY家族的基因，對于提高植物對不良環(huán)境的適應(yīng)性有很大作用。

從轉(zhuǎn)化光能和積累生物量總體來說，人們愿意選擇光能轉(zhuǎn)化效率高的植物。

例如，巴西廣泛種植甘蔗。人們把蔗糖轉(zhuǎn)化成酒精，在替代石油方面發(fā)揮了很大作用。美國對swich grass等高光效的能源植物有很多研究。在我國，大家十分關(guān)注甜高粱和芒草一類的植物。這些都屬于光能轉(zhuǎn)化率高的碳四植物。雖然人們對于提高植物能量轉(zhuǎn)化率方面做了有益嘗試，但是對目前植物中的主要成分纖維素如何進行降解和利用依然存在問題。

我們看到吃野草的耕牛在田間辛苦勞作，啃食木頭的白蟻卻能旺盛繁殖，這些生物轉(zhuǎn)化纖維素的過程很值得我們探討。人類應(yīng)該深入研究反芻動物牛胃里和白蟻腸道中的微生物作用，研究其中纖維素酶的活力，探討它們在常溫、常壓下高效工作的原理，從中或許能得到有益啟示。

沼氣池里的微生物能夠?qū)⒗w維素轉(zhuǎn)化成可燃的氣體，可能到了寒冬它們的活力就大大降低。因而，培育耐低溫的高效菌株，就十分必要。

人類用大量的能源來制造各種化學產(chǎn)物，如塑料。人類健康所需的各種藥物多由植物制造。目前利用生物能源的一個比較方便的途徑是生物柴油的生成。蓖麻、麻風樹、油茶都是很好的生成生物柴油的植物。然而目前對這類植物的選育還存在不足，不同品系的植株產(chǎn)量和積累脂肪酸的效率差別很大。能源植物的思路應(yīng)當拓寬，能否通過植物吸收光能直接轉(zhuǎn)化出各類產(chǎn)物呢？

有一種珍稀物種叫四合木，有高含量的脂肪酸，這是自然的恩賜。我們要保護這個物種，研究其合成脂肪酸的機制，研究其基因功能，利用別的植物生物反應(yīng)器來制造脂肪酸。

橡膠樹能夠流出橡膠，橡膠草也會生成類似的成分。目前已經(jīng)開始研究生物塑料的合成過程。使高等植物或藻類通過phbB基因先合成聚-3-羥基鏈烷酸酯(polyhydroxyalkanoate, PHA)，而最終合成生物可降解的塑料。這是一項對環(huán)境保護非常有益的技術(shù)。

藻類是單細胞的綠色植物。它的優(yōu)點是光能轉(zhuǎn)化效率高，繁殖快，不占用耕地，而且脂肪酸含量高，有的接近50%，人稱“未來的綠色石油”。誠然，藻體的收集方式等還有許多需要探索的地方。

人類的需求是多樣的，如果我們借助綠色植物獲得能量，借助這種綠色的生物反應(yīng)器來制造各種復(fù)雜的產(chǎn)品，應(yīng)是很好的辦法。有人稱這種基因操控技術(shù)為分子耕作（molecular farming）。

生物能源前景范文第5篇

[關(guān)鍵詞]生物能源巨藻養(yǎng)殖

一、引言

有一些傳說，人們在海上航行時遇到了大海蛇，而且據(jù)目者講這種巨蛇可長達千米。對這些傳說科學家不過付之一笑，因為這種所謂的海蛇肯定是海洋里的一種給人以錯覺的巨大的藻類植物——巨藻。巨藻為褐藻門(Phaeophyta)海帶目(Lamiaariales)巨藻科(Lessoniaceae)巨藻屬(Maerocystis)。主要分布在美洲太平洋沿岸，屬冷水性海藻。其個體長達一百多公尺，因而稱為巨藻。成熟的巨藻一般有70米～80米長，最長的可達到500米。巨藻可以用來提煉藻膠，制造五光十色的塑料、纖維板，也是制藥工業(yè)的原料。

近年來，科學家們對巨藻進行了新的研究，發(fā)現(xiàn)它含有豐富的甲烷成分，可以用來制造煤氣。這一發(fā)現(xiàn)是引人矚目的。美國有關(guān)方面樂觀地估計，這一新的綠色能源具有誘人的前景。將來，它甚至可以滿足美國對甲烷的需求。美國科學家發(fā)現(xiàn)，用巨藻提煉汽油和柴油，可成為石油的代用品且正在試驗用這種海藻提煉汽車用的汽油或柴油，如果此項試驗成功，這種取自海生植物的汽油，售價會低于現(xiàn)今的一般汽油。

二、巨藻介紹

巨藻生長很快，在適宜的條件下，一棵巨藻每天可生長30厘米～60厘米，全年都能生長。一年里一棵巨藻可長到50多米。在春夏之際，只要水溫適宜，它每天可以生長2米左右，每隔16天～20天體積就增大一倍。這種速度，不論在陸地還是在海洋，所有其他植物都望塵莫及。所以巨藻不論在長度上，以及在生長速度上，都可稱得上是“世界之最”了。養(yǎng)殖巨藻每3個月收割一次，一年可以收割3次，畝產(chǎn)可達50噸～80噸。巨藻的壽命一般在4到8年之間。最長壽的巨藻可以生長12年。巨藻可以在大陸架海域進行大規(guī)模養(yǎng)殖。由于成藻的葉片較集中于海水表面，這就為機械化收割提供了有利條件。

據(jù)分析，巨藻體內(nèi)80%是水分，并含有鉀和碘等，因此可以提取多種化工原料。將巨藻的植物體粉碎，加入微生物發(fā)酵幾天后，每1000噸原料就可產(chǎn)生4000立方米以甲烷為主的可燃性氣體，轉(zhuǎn)化率達80%以上，利用這種沼氣作原料還可制造酒精、丙酮等。

用巨藻作為蛋雞飼料添加劑產(chǎn)出的高碘蛋含碘量可增加十幾倍或幾十倍，效果優(yōu)于海帶。其褐藻膠含量與海帶相近，具有重要工業(yè)價值。又由于含有氨基酸及微量元素，美國學者SEIFERTG.L報道，用之治療產(chǎn)婦貧血，可使血色素提高至12g，有效率為85％，還能降低感冒發(fā)病率，對縮短病程和緩和癥狀有著奇特功效。此外，對提高老年人的體力和抗疲勞也能起到良好作用。因此，在我國養(yǎng)殖巨藻很有發(fā)展前途。

三、巨藻的養(yǎng)殖方法

美國曾在上世紀70年代末在無巨藻生長水域采用水下傘架式方法進行巨藻養(yǎng)殖試驗，由于成本太高未能推廣。Neushul在80年代采用沙袋法進行海底播種巨藻，由于敵害等問題，一直未取得令人滿意的效果。我國科學家于1978年首次成功地從墨西哥引進巨藻，目前在我國海域長勢良好，巨藻養(yǎng)殖已經(jīng)在我國沿海地區(qū)獲得成功。中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所王飛久等人歷時3年，研究出了一套巨藻潛筏式養(yǎng)殖技術(shù)。養(yǎng)殖筏是通過吊漂與筏綆的連繩將浮筏下沉至水下進行巨藻的養(yǎng)殖。由于巨藻對光比較敏感，通過經(jīng)常伸縮連繩而使巨藻始終處于養(yǎng)殖最佳水層，促進巨藻的生長。根據(jù)巨藻的生長需求及海水季節(jié)透明度的變化，潛筏通?？刂圃谒?m～7m。用兩根2m長的養(yǎng)殖曲繩聯(lián)在一起，或采用一根4m長的養(yǎng)殖繩，通過連繩固定到相鄰的兩養(yǎng)殖綆繩上。養(yǎng)殖繩間距1.5m，在養(yǎng)殖綆繩上每隔5m～6m系一塑料球作浮力。此塑料球由一細繩與浮綆相聯(lián)，并通過縮短和伸長連繩來調(diào)整巨藻養(yǎng)殖水層．通常根據(jù)海水透明度和光強的季變化，巨藻養(yǎng)殖水層秋、冬季控制在2m～4m，春、夏季控制在3m～6m。

四、發(fā)展巨藻養(yǎng)殖的現(xiàn)實意義

近幾年經(jīng)濟發(fā)展速度的與日遞增，非再生性的常規(guī)能源過度消耗以至短缺的現(xiàn)象越來越嚴重，資源枯竭，如目前世界各國石油價格直線上漲，導致成品油的價格隨之不斷上揚。因此，為了緩解日益凸顯的能源危機，發(fā)展生物能源資源無疑是強國富民的好項目。栽種巨藻作為替代生物能源是一個全新的發(fā)展方向，在試種之初必有許多難題有待解決，但我國有1.8萬公里的海岸線，海域遼闊，為大面積種養(yǎng)巨藻提供了天然便利，因此，發(fā)展巨藻養(yǎng)殖大有可為。

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