决胜纤维素

<正>纤维素乙醇的产业化受到全球越来越多的国家的重视,其原因、其目的不言而喻。以粮食和油料作为原料生产第一代生物燃料的产业,正受到政府机构、环境保护主义者以及广大消费者越来越多的指责。与玉米等粮食为原料的第一代生物燃料形成对比的是,用稻草、秸秆等植物纤维为原料生产的第二代生物燃料,具有原料不与粮食竞争而且整个生产过程排放的CO_2量少等优势。     

发展生物能源确保粮食安全

以粮食为原料发酵生产生物燃料如醇类燃料等仅是生物能源开发源的一个方面。有的发达国家如美国领导人鼓励大规模生产生物能源,可是消耗的是粮食,而且若作为一种法案实行,同时使得某些国家效法的话。这样虽发展了生物能源,却不可避免地将导致粮食安全问题的发生。若因此又不分“青红皂白”笼统地反对“生物能源”的生产,     

面向先进生物燃料的合成生物学

先进生物燃料一般指来自于非粮食原料的交通运输用生物燃料。近年来,先进生物燃料的发展引起了众多国家的浓厚兴趣,然而,先进生物燃料正处于关键的技术研发阶段,还需经过大量研发以突破技术障碍和示范生产活动后方能进行商业化部署。过去10年内,合成生物学研究大量兴起并不断取得突破,使人们有可能人工设计构建新的高效生命系统,克服生物燃料发展的技术瓶颈,进行先进生物燃料的生产。在介绍先进生物燃料与合成生物学的发展现状的基础上,分析了合成生物学在先进生物燃料研发中的重要价值与研发进展,探讨了合成生物学的发展潜力。     

我国秸秆分布情况及转化生产燃料乙醇的研究进展

生物燃料乙醇具有较高的辛烷值和良好的抗爆性,是一种优良的可再生能源,以生物燃料乙醇为代表的生物能源是我国战略性新兴产业。2017年我国印发了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》,方案明确指出力争于2025年实现纤维素乙醇的规模化生产。基于我国国情,对我国农业秸秆分布情况进行分析,并对部分国内研究团队在农作物秸秆转化生产燃料乙醇的研究工作进行了综述。     

生物柴油利用概况及其在中国的发展思路

石化燃料是当前人类使用的主要能源,但其日益消耗殆尽,同时造成了严重的温室效应和环境污染问题,因此,生物柴油被当作石化燃料的绿色替代品,许多国家都在大力研发。该文阐述了生物柴油的本质及其较石化柴油咱使用上的优良特性,综述了生物柴油主要在欧美国家中的发展现状及其它国家的研发动态,特别是以大豆(Glycine max)和油菜(Brassica campestris)等油料作物为主的生物柴油原料生产状况。在分析了我国油料生产与食用消费现状、受国际生物柴油大力发展的影响的程度及油料作物与粮食生产对耕地资源的激烈竞争矛盾的基础上,提出了充分利用盐碱地、贫瘠、荒漠与退耕还林地,通过种植抗逆性强的油料植物发展我国生物柴油的思路。     

我国生物能源发展应用及商业化障碍

生物能源是一种绿色可再生能源,可缓解石化能源短缺危机和环境污染,在巴西、欧美已经得到广泛应用。我国生物能源还处于发展阶段,有燃料乙醇的生产但需要国家补贴,食用油每年大量进口,非食用油类植物种植加工尚无大规模形成。我国生物能源主要面临的问题是:与人争粮食,与粮食争地。我国生物能源主要发展方向是:利用第三代生物能源技术开发林业下脚料,农业秸秆、粪,以及在荒漠,水域,边缘性地区栽种油料植物,水藻,第三代生物能源技术没有大规模在我国实现,需加大研发力度和政策支持。     

生物燃料专用转基因作物旨在提高收率的技术开发

作为生物质燃料的原料,正在进行旨在增加产量、提高生产效率的生物燃料专用转基因作物的技术开发。2011年2月,瑞士的大型种子企业先正达公司宣布,美国农业部批准其进行能够大幅度提高生物乙醇生产效率的玉米商业化种植。为了生产生物乙醇,首先要用酶将玉米等原料中的淀粉变成糖。而该公司开发的玉米被导入了这种酶的基因,玉米从长出来那天起就含有这种酶。     

美国研究人员用大肠杆菌生产生物燃料

植物油和动物油是制造很多生物燃料、表面活性剂、溶剂和润滑剂的原材料.对这些油料的不断增长的需求以及它们有限的供应正在导致粮食竞争、价格上涨和与它们的生产相关的环境问题.通过发酵从丰富的、高性价比的可再生资源来直接生产这些产品是一种具有可持续性的替代办法.传统生物能源技术多利用玉米或甘蔗来生产乙醇,然后制成燃料,但这可能导致生物能源作物与粮食作物争地.因此,近年来科研人员不断探索新技术,以期直接利用各种植物枝干的所含物质制造生物能源.     

美欧日三极的纤维素生物燃料产业化竞争

新日本石油、丰田汽车和东丽等日本企业在生物燃料方面联手。美国非粮食生物燃料的增产计划相继出台,日本感到危机。日本研究人员说“生物燃料的研究我们不比世界差”,绝对不允许空怀至宝。     

微藻制备生物燃料

微藻制备生物燃料已成为近年来一个极为热门的话题。许多已发表的论文并没有考虑到规模和经济可行性的问题,因此要使微藻燃料为再生燃料做出有意义的贡献,那么就要考虑在大规模下进行低成本生产的可行性。本文论述了微藻培养目前的进展程度,以及藻类生物燃料生产的可扩展性。本文还强调优化生产,提高在经济和规模上的可行性是目前所必须解决的问题。     

陈水稻燃料乙醇生产技术进展

利用陈水稻生产燃料乙醇可有效地控制重度不宜存粮食流入粮食加工市场,减少国家对重度不宜存粮食的贮存和监管费用。本文中,笔者对重度不宜存陈水稻为原料生产燃料乙醇生产技术发展现状进行了综述,对存在的问题进行了分析,并对重度不宜存陈水稻生产燃料乙醇的发展提出了展望。     

生物燃料的发展现状与前景

利用储量巨大的生物质能发展可再生的清洁型生物燃料可以帮助缓解世界能源危机,扭转由于石化燃料的大量使用而造成的全球环境日益恶化的趋势.拟对现代生物燃料的3种生产转化途径、相应产品及其在世界范围内的生产和应用情况作一介绍,分析生物燃料的优、缺点和所面临的挑战,进而探讨我国能源结构的现状以及发展利用生物燃料的前景.发展生物燃料不能单纯地考虑能源,而应该在可持续科学的框架下进行,须建立多样化、多功能的景观格局和生产体系,高度整合资源、环境、社会和经济诸方面,从而促进可持续发展的长远目标.     

发展生物柴油产业的挑战与对策的探讨

生物柴油是一种由可再生资源生产的优质清洁燃料,发展生物柴油不仅可以保护环境,减少温室气体排放,而且可以缓解我国石油进口的压力,推动新农村建设。但由于植物油脂价格的飙升,生物柴油产业发展面临仅生产生物柴油燃料在经济上难以立足的挑战。本文从发展生物柴油原料资源,生产技术以及生物柴油化工技术开发的现状与未来发展动态进行分析,探讨了促进我国生物柴油产业健康发展的对策。[编者按]     

全球藻类生物燃料设施运行现状

随着生物能源技术的发展,全球藻类生物燃料的投产规模不断扩大,产量不断增加,就国内外藻类生物燃料代表性企业的生产设施、发展情况进行分析对比,并结合我国的发展特点,提出参考意见。     

宏基因组技术在新型生物燃料生产酶制剂开发中的应用

随着石化燃料的日益减少,以植物生物质为原料的可再生生物燃料成为石化燃料的理想替代品。然而微生物降解生物质效率低下,是生物燃料生产过程中一大难题,因此开发效率高、稳定性强的微生物酶制剂显得尤为重要。近年来,宏基因组技术的发展为生物燃料的生产提供了多种新型酶制剂。宏基因组技术是直接提取环境样品中的总DNA,通过构建文库,筛选目的基因或功能基因的方法,在用于燃料生产的新型酶制剂的开发中发挥着重要作用。本文概述了宏基因组技术的实施策略,总结了包括纤维素酶、蛋白酶、酯酶、脂肪酶等多种酶资源开发的最新研究进展,并综合和讨论了通过酶法将木质纤维素等生物材料有效转化为生物燃料的途径,为新酶的开发提供了新思路。     

杰能科推出酶市场领先产品

作为丹尼斯克公司属下子公司的Genencor杰能科近日推出一款最新产品——Accellerase^TRIO。这种新产品能够帮助生物燃料生产商提高使用大量可再生非食物原料（如柳枝稷、麦秆和玉米秸秆以及市政固体废料）生产纤维素生物燃料的效率。     

美国科研团队用酿酒酵母进行木糖发酵 生物燃料生产效率提高近一倍

正美国威斯康辛大学麦迪逊分校与大湖生物能源研究中心(GLBRC)的科学家于2016年10月15日宣布,使用工程化定向进化技术可使常用的工业酿酒酵母(S.cerevisiae)将植物糖转化为生物燃料的效率提高近一倍。改进后的酵母可以用来提高生产乙醇、特种生物燃料和生物产品的经济性。使用酿酒酵母从纤维素生物质     

美研究发现用玉米造生物乙醇燃料 弊大于利

美国一项新研究称,使用玉米等制造生物燃料对环境的影响弊大于利。 由于生物燃料有助于降低人类对化石燃料的依赖并减少温室气体排放,生物燃料领域近年来获得大量投资。但美国华盛顿大学等机构的研究人员在《保护生物学》杂志上发表论文说,他们在对生物燃料进行评估后发现,有些生物燃料并不能取得预期中的环保效果,其中,用玉米为原料生产生物乙醇燃料最不划算。     

纤维质原料预处理技术

随着石油资源的大量消耗和逐步枯竭,寻找可再生性的替代能源,特别是新的液态燃料,已成为维持人类社会可持续发展的紧迫任务。在可再生性替代能源——生物能源领域发展力度最大的品种是燃料乙醇。但是越来越多的人们已经认识到,随着世界人口的增长,用淀粉和糖类生产燃料和化工产品的发展将受到很大的限制。只有粮食、食糖生产过剩的国家,才能将大量以粮食和食糖作为原料生产的乙醇用作汽车燃料。而植物光合作用产物的绝大部分为植物的枝、干、叶等木质纤维素类,是纤维素、半纤维素和木质素等聚合物的复合物,其中纤维素和半纤维素都可以被转化成乙醇,理论得率可以同粮食相仿（大于400L／t）。因而,即使像美国那样粮食和土地资源非常丰富的国家,目前也十分重视利用植物纤维原料生产乙醇技术的研究。 近年来,纤维素乙醇技术发展较快,突破了一些关键技术的瓶颈,取得了一些进展。为此,我们特别邀请由山东大学微生物技术国家重点实验室主任曲音波教授领衔的团队,围绕纤维素乙醇生产相关技术,分别就纤维质原料预处理技术、纤维素酶生产技术等进展进行连载,希望更多的读者增加对纤维素乙醇技术的了解。[编者按]     

纤维质原料预处理技术

随着石油资源的大量消耗和逐步枯竭,寻找可再生性的替代能源,特别是新的液态燃料,已成为维持人类社会可持续发展的紧迫任务。在可再生性替代能源——生物能源领域发展力度最大的品种是燃料乙醇。但是越来越多的人们已经认识到,随着世界人口的增长,用淀粉和糖类生产燃料和化工产品的发展将受到很大的限制。只有粮食、食糖生产过剩的国家,才能将大量以粮食和食糖作为原料生产的乙醇用作汽车燃料。而植物光合作用产物的绝大部分为植物的枝、干、叶等木质纤维素类,是纤维素、半纤维素和木质素等聚合物的复合物,其中纤维素和半纤维素都可以被转化成乙醇,理论得率可以同粮食相仿（大于400L／t）。因而,即使像美国那样粮食和土地资源非常丰富的国家,目前也十分重视利用植物纤维原料生产乙醇技术的研究。 近年来,纤维素乙醇技术发展较快,突破了一些关键技术的瓶颈,取得了一些进展。为此,我们特别邀请由山东大学微生物技术国家重点实验室主任曲音波教授领衔的团队,围绕纤维素乙醇生产相关技术,分别就纤维质原料预处理技术、纤维素酶生产技术等进展进行连载,希望更多的读者增加对纤维素乙醇技术的了解。