生物炼制技术及其产业发展

由于过度消耗化石资源引发的石油紧缺和温室效应问题,巳逐步影响到人类社会可持续发展的宗旨,开发能替代化石能源需求的新能源日渐急迫.生物质能源是化石能源的替代能源之一,对生物质能源炼制的研究成为很多人的关注热点.生物炼制产品的工业化,是形成可持续性的生物炼制品产业经济的关键.我国政府已经把发展生物质能源作为国家发展战略的一部分,确定了具体的发展目标,制定了相应的研发计划,出台了一系列法规以促进生物质能产业的健康发展.我国生物炼制技术在生物燃料、生物柴油、生物基化学品等领域取得了明显进步.本文主要综述生物炼制技术的研究进展及其产业发展情况.     

能源危机日益突出 生物炼制备受关注——生物炼制国际学术研讨会

石油价格持续高位,化石资源日趋枯竭,生态环境不断恶化带来的生存危机,使得人们的目光再一次聚焦到可再生资源,而生物炼制作为开发可再生资源的核心技术下段已经成为世界各国研究的热点。     

生物炼制技术的发展

随着石油资源的日益枯竭,化石经济面临严峻的挑战,而以町再生生物质资源为基础的生物炼制正展现出其广阔的前景。通过石油炼制与生物炼制的对比,分析了生物炼制任各个方面所具有的优势。并以生物乙烯为例,阐述了其发展现状、存在问题及解决途径、未来发展趋势等。     

微藻生物炼制技术

积极发展以生物质原料为基础的生物炼制产业,对于解决能源危机、改善能源结构具有重大意义。微藻作为一种重要的生物质资源,具有分布广、生物量大、光合效率高、环境适应性强、生长周期短和产量高等突出特点,是进行生物炼制的优良材料,它在生产微藻燃料、开发微藻生物制剂和提取生物活性物质等方面具有广阔的开发前景。综述了微藻的培养特点和功能,介绍了微藻生物炼制技术的内容和领域,并对其发展前景作出展望。     

生物炼制的简要回顾与发展前景

生物炼制是许多生物过程的整合．通过生物炼制过程能够制造出食品、衣服、燃料,化学品以及其他能为人类所用的产品。近年来,由于世界性的能源危机．将自然产物向生物燃料的转换已成了焦点话题。但是人们对自然产物的炼制并不属于一项创新．而是历史上第二古老的行业,这一行业涉及生物质向乙醇的转换。笔者在发言中介绍了生物材料向人类有用产品转换的进展情况。     

运动发酵单胞菌在生物炼制中的研究进展

以木质纤维素生物质为原料的生物炼制技术已成为全球研发的热点和难点。欧盟国家和美国的中长期生物质能源发展路线图中均将木质纤维素生物炼制技术作为重要目标,但是目前整体水平尚处于中试阶段。我国的纤维素类生物质原料非常丰富,将其转化成燃料乙醇及生物基础化学品等具有较大的潜力,但当前要想实现商业化生产,还面临着很多瓶颈问题亟待解决。缺乏能够同时高效利用纤维素类水解物的发酵菌株,已成为纤维素生物质高效与高值转化的关键制约因素。运动发酵单胞菌是目前唯一一种通过ED途径兼性厌氧发酵葡萄糖的微生物,其独特的代谢途径使其成为构建产乙醇工程菌的优选宿主之一;同时由于该菌具有较高的糖利用效率等优点,也是其他生物基化学品生产的重要候选平台微生物,如山梨醇、葡萄糖酸、丁二酸和异丁醇等。本文从该菌的研究历程、分子生物学基础、菌种改良及该菌在生物能源及生物基化学品等生物炼制体系中的应用研究角度进行了综述,并提出该菌可作为纤维素生物质生物炼制系统的新的重要平台微生物。     

木质纤维素生物炼制的国际发展态势分析

木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源之一,蕴藏着巨大的生物质能。它不仅来源广泛。而且转化产品丰富。根据产品与原料组成的不同,其生物炼制方法主要包括化学法、发酵法、直接生物转化法等。本文以Web of Science和Derwent Innovation Index作为数据源,     

生物炼制细胞工厂:生物制造的技术核心

对生物炼制细胞工厂的发展进行了简要回顾,从微生物糖代谢的分子机制、细胞工厂的代谢网络及调控、细胞工厂的构建技术及细胞工厂的优化4个方面介绍了本期专刊发表的17篇生物炼制细胞工厂方面的论文。     

2008国际生物燃料会议

中国是当前世界第二大石油消耗和进口国,它对石油的需求正以惊人的速度增长。由于石油储量有限,因此可再生能源,如乙醇和生物柴油等,将减少能源需求中对石油的依赖程度。我国政府在国内10个省份发起了旨在生产和使用交通燃料用乙醇的计划,并且对生物柴油的生产和使用也表现了很大的兴趣。     

美国国家航空航天局公布自主研发的生物燃料藻类培养方法

2012年4月17日,美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration,NASA）公布了其技术研发的最新成果：用于生物燃料生产的自主研发的藻类培育方法。     

石油巨头与生物企业合作研发藻类生物燃料

欧美大型石油企业相继进入利用藻类生产生物燃料的领域。与拥有自主技术的生物企业合作．进行旨在实用化的共同研究开发。利用藻类的燃料生产,迄今仅限于风险企业所进行的研究开发．但是资本雄厚的大企业的介入,就有可能进行面向商业化的大规模生产的技术开发。     

对农业废弃物和木材残渣进行生物炼制以生产可再生燃料

农业废弃物和木材残渣是生产乙醇和聚合物前体的潜在来源。生物质的使用有可能取代石油和煤炭,从而减少温室气体的排放。美国的生物炼制倡议包括6个主要的商业示范项目,开发更好的生物催化剂的研发新项目,进行新原料和转化技术创造的长期努力。要用生物质生产燃料和化学品,首先必须释放半纤维素糖类和预处理残余纤维素,然后还要水解和发酵所有可用糖。     

人类有望实现从藻类中大规模提取生物燃料

荷兰瓦格宁根农业大学2名研究人员在（（Science））杂志上发表论文,表示人类有望在10～15年内研发出从藻类中大规模提取生物燃料的技术,届时整个欧洲使用的矿物燃料将有望被这种新能源取代。     

我国生物炼制产业发展路线图

众所周知,石油是工业文明的血液。而石油炼制工业可谓是整个现代工业体系的基础与支柱。石油炼制以化石资源为原料,以化学催化剂为手段实现物质转化,通过对原料进行一次、二次和深度加工得到一系列化学产品,石油炼制产品进一步作为生产合成纤维、合成橡胶、塑料及化肥、农药的基本原料。随着石油资源的日益枯竭,化石经济面临严峻挑战。据国际能源署（IEA）的评估,中国已经是仅次于美国的全球第二大石油消费国,对海外石油的依赖程度越来越大。     

纤维素乙醇的生物炼制及研究进展

纤维素乙醇是以农业废弃生物质中的纤维素为主要原料、通过微生物发酵转化而成的生物燃料产品。作为一种绿色可再生替代能源,纤维素乙醇具有显著的能量收益和碳减排效益,对保障我国可持续发展、能源安全以及环境友好意义重大。然而,纤维素乙醇的生物炼制过程面临着难点和挑战。本文围绕纤维素原料及其预处理、纤维素酶水解和纤维素乙醇发酵工艺3个方面,介绍纤维素乙醇生物炼制的工艺流程及特征,剖析纤维素乙醇生产的主要技术瓶颈,并基于菌株抑制物胁迫耐性、碳源利用以及乙醇合成强化3个方面,总结了近年来纤维素乙醇生物炼制的研究进展,最后对纤维素乙醇未来的研究重点和发展前景进行了展望。     

藻类生物燃料的能量收支比生产成本门槛更高

2012年11月7日,IHI NeoG Algae公司召开了在横滨事务所的生物燃料事业培养实验装置参观学习会。该公司是NeoMorgan（NML）研究所和神户大学创立的风险公司G＆GT为了从事藻类生物燃料研发,于2011年8月共同创办的。在参观学习会上,IHI新事业推进部生物产业项目小组的成清勉部长、兼任IHINeoGAlgae董事的NML研究所的藤田朋宏社长和G＆GT公司的梗裕子代表董事做了讲解和说明。     

微藻生物炼制研究现状及发展策略

前言 资源短缺和环境污染问题已成为制约世界经济可持续发展的瓶颈.以可再生且环境友好的生物质资源替代化石资源已成为解决资源和环境问题的主要途径之一①,Henry R.Bungay②在1982年针对生物质资源开发与利用提出了生物炼制(Bio-Refinery)这一概念.美国国家可再生能源实验室(U.S.NREL)将生物炼制定义为将生物质原料转化为燃料、电热能和化学产品的生物质转化工艺与设备的集成.生物炼制的原料主要有:含纤维素的生物质和废弃物、谷类或玉米、青草、苜蓿、微藻等.其中微藻是一类在海洋、湖泊等水体中广泛分布的微型植物,能够利用光能固定CO2实现自养,其细胞中含有丰富的油脂、色素、蛋白质、维生素等成分.微藻生物炼制是以微藻为原料,生产各种化学品、燃料、生物基材料和食品等产品的工艺与设备的集成.     

藻类生物柴油研究现状与展望

随着世界能源危机和环境恶化的加剧,新型绿色燃料——生物柴油备受关注。目前,世界范围内主要以油料作物和动物脂肪为原料生产生物柴油,但存在很多局限性。藻类本身具有很多优点,以藻类为原料生产的生物柴油是真正的环保可再生能源,但是藻类生物柴油的生产工艺费用较高,生产技术还不成熟,仍需要进一步的研究。该文主要介绍藻类生物柴油的优越性、生产工艺以及研究现状,分析了生产过程中存在的问题,展望了未来藻类生物柴油生产工艺研究的重点和发展趋势。     

综合生物塘中的藻类研究Ⅱ

治理城镇污水的综合生物塘中试运转三年中,共发现藻类１０２种。绿藻种类最多（占５５％）。全塘年均藻类细胞密度为１８．４×１０′个／１,现存生物量为３２．７ｍｇ／ｌ（鲜重）,两者峰值均出现在四、五月。每年多数时间内以绿藻（主要是小球藻）为数量优势种类,生物量常以隐藻占优势。利用水生维管植物对出水进行生态修饰,能明显抑制藻类生长和改善出水水质。发现藻类在藻菌塘中的明显分层现象。     

生物炼制技术用于生物石油开发

几年前美国一家国家实验室研究人员发明生物炼制石油技术,即用一种极端纤细细菌的催化作用炼制优质的石油产品,该菌能在高温（60℃）下分离重油（注：重油指非常规石油的统称。包括重质油、高粘油、油沙、天然沥青等）中的硫氢、重金属物,使这些杂质含量降低20％～50％左右。这种生物炼油技术不仅提高“生物石油”的质量,而且更有利于环保。在炼制生物石油方面除细菌外,有些微藻也值得注意,一种叫丛粒藻（Botryococcus braunii,又称葡萄藻）的单胞藻,它产生的碳氢化合物占其干物质重量的15％～75％,最高达到90％,其组成与原油极为类似,经过加工处理后达到真正石油的指标。除了该藻藻体有“储能库”之称以外,微藻中还有小球藻、盐藻（均系绿藻类）等均有“储能”的潜力,都可用透明玻璃管作为“生物反应器”,通入含1％CO2的空气,对数增殖期测定其产烃量,已达到占细胞干重的16％-44％,每天可从藻体生物量中索取大量油烃化合物,完全有可能利用“环型玻璃管生物反应器”按需求量扩大再生产,从其生物量炼制生物石油。在美国,哈佛大学和斯坦福大学有关专家组建了一家公司想从生物炼油开辟新径：