生物燃料发展概况

近几年来,国际油价不断上涨,不可再生能源资源日益减少,石油能源危机即将来到。面对即将到来的能源危机,全世界都认识到必须采取开源节流的战略,即一方面节约能源,另一方面开发新能源。全球正在大力开发生物质能,太阳能、水能、风能和地热能等可再生能源并开始逐步替代矿物能源。其中,以生物质能发展最为迅速,将成为发展的重点。生物质能源的开发与利用主要包括两方面：生物质能源发电和制备生物液体燃料如生物乙醇,生物丁醇、生物柴油等。生物质液体燃料作为液体交通燃料的唯一可再生替代能源,得到了迅猛发展。[编者按]     

纤维素酶在木质纤维素转化产糖技术中的开发与应用

2009年,中国超过了美国成为了世界上最大的汽车市场。同时,中国的液体燃料的需求也随之持续增长,2009年中国原油对外依存度已经超过了52％。这种高度的对外依存度直接威胁了中国经济和社会的稳定。发展中国的原油可替代液体燃料,特别是可再生、“碳中性”的生物乙醇,对于解决我国能源、环境等问题,     

从含木素-纤维素的废料中索取替代燃料

木材本身就是一种燃料,用作新柴,在我国已有悠久历史。如何从那些废木料(木屑等)中所取洁净新能源?这是值得关注的问题。人们熟悉的乙醇,即是化工产品,又是液体燃料,配制成“乙醇汽油”(按一定比例)已在汽车行业被使用,大有发展之势。生产乙醇早有传统的生产工艺,通常用粮食(淀     

微藻生物质制备燃料乙醇关键技术研究进展

燃料乙醇作为一种优良的可再生液体燃料,其开发利用受到了人们的广泛关注。微藻是一种高光合、高产生物量的生物质资源,很多的藻体细胞中含有大量的淀粉、纤维素（Iα型）等多糖物质,是制备燃料乙醇的优良原料。发展利用微藻制备燃料乙醇技术工艺,对于缓解我国目前日益短缺的能源问题,减少温室气体排放和环境污染等具有很好的应用前景。综述了国内外利用微藻生物质制备燃料乙醇中所用到的关键技术、存在的问题以及今后的发展前景等。     

抑制剂耐受性酵母底盘细胞的设计与构建

纤维素乙醇是一种低碳清洁的绿色能源,可与传统石油基液体燃料混合使用,具备广阔的应用前景.纤维素乙醇的生产历经木质纤维素预处理、糖化和酿酒酵母发酵等工艺,而预处理过程会产生多种副产物,显著抑制酵母细胞的生长速率和发酵性能.因此,构建抑制剂耐受性酵母底盘细胞,有助于提高纤维素乙醇的生产效率,降低生产成本.针对抑制剂耐受性酵...     

β-木糖苷酶及其在纤维素乙醇生产中的应用研究进展

将木质纤维素类生物质生物转化生产液体燃料,如纤维素乙醇和大宗化学品,对缓解当前人类社会面临的能源和资源危机以及保护环境具有重要意义.半纤维素是木质纤维素类生物质的主要组成成分之一,它的生物降解转化对实现木质纤维素生物炼制意义重大.由于半纤维素糖种类的多样性和半纤维素结构的复杂性,需要一个复杂的半纤维素酶系才能完成对半纤...     

生物质降解酶生产菌株的育种和应用

虽然中国已经成为世界第二大经济体,但是依然面临着能源、资源和环境的挑战。石油资源面临枯竭,而且生物乙醇是可再生且碳中性的生物液体燃料,所以从生物质提取乙醇一直是中国政府支持的重点。在该工艺中,酶水解获得可发酵性糖是关键技术,而高产纤维素酶的微生物育种是核心,并且直接影响了整个工艺的生产成本。介绍了产纤维素酶的工业菌种,工业菌株的物理诱变、化学诱变以及基因工程改造,并且介绍了用生物质降解酶进行生物精炼的两个成功案例。     

糖类衍生物催化制备含氧液体燃料和精细化学品

通过生物炼制获取液体燃料和化学品是缓解当前能源危机的有效途径。概述了木质纤维素和甲壳素综合利用方面的研究进展。重点介绍了笔者研究团队在平台化合物加氢制液体燃料、甲壳素类生物质制含氮杂环精细化学品方面的研究成果,并展望了该领域未来的发展方向。     

蓝藻光驱固碳合成乙醇技术的发展回顾和未来展望

面对全球性的能源危机和环境污染,发展生物燃料是实现社会经济可持续发展的必然选择。生物乙醇是最具代表性和应用潜力的生物燃料产品之一,而以蓝藻为平台,利用太阳能和二氧化碳进行乙醇的直接合成可以同时达到固碳减排和生产可再生能源的效果。从技术角度,回顾了蓝藻光驱固碳合成乙醇技术的发展历程,从途径、底盘、改造策略等角度对其现阶段进展和遇到的问题进行了总结,进而对该技术的未来发展方向进行了展望。     

海藻糖与热激蛋白在酿酒酵母耐受乙醇胁迫中的作用

在燃料乙醇发酵生产过程中,酿酒酵母经常会受到高浓度乙醇的胁迫,导致乙醇转化率和产量降低。面对高浓度乙醇的胁迫,酿酒酵母也具有应对胁迫的应激机制。在对这种应激机制进行了解的基础上,如能提高酿酒酵母对乙醇的耐受性,对于燃料乙醇生产具有重要意义。在高浓度乙醇胁迫下,酿酒酵母细胞会产生一系列保护性物质,如海藻糖、热激蛋白、脯氨酸等,这些物质能够提高酿酒酵母细胞对乙醇的耐受性。海藻糖作为一种重要的碳源、能量贮藏物质,不仅能稳定细胞膜、蛋白质和核酸等大分子物质,还可增强酿酒酵母对高浓度乙醇的耐受性。此外,酿酒酵母还可以产生大量的热激蛋白,增强酿酒酵母的抗逆性。从海藻糖和热激蛋白在乙醇胁迫下对酿酒酵母细胞保护作用的研究方面进行了综述,并对存在的问题进行了讨论与展望。     

乙醇生物标志物检测技术研究

乙醇作为一种常见的饮用酒精，在代谢过程中会产生多种生物标志物，这些标志物在酒精滥用诊断、疾病研究和药物评估等领域具有重要的应用价值。文章旨在系统地探讨乙醇生物标志物的检测技术，包括不同检测方法的原理与应用，以及这些方法在临床和研究中的应用情况。文章重点阐述了液相色谱-质谱法、气相色谱-质谱法、核磁共振技术和生物传感器技术在乙醇生物标志物检测中的原理及应用，分析了乙醇生物标志物检测技术面临的挑战，如技术局限性、数据整合和个体差异等，并指出了这项技术未来的发展方向。综合来看，乙醇生物标志物检测技术在医学与科研领域具有广阔的应用前景。     

蓝细菌乙醇光合细胞工厂的发展与展望

生物乙醇是极具应用潜力和代表性的生物能源产品之一。以蓝细菌为光合平台,利用二氧化碳和太阳能直接进行乙醇合成可以同时起到降低二氧化碳排放和提供可再生能源的效果,具有重要的研究与应用价值。本文回顾了蓝细菌乙醇光合细胞工厂相关技术的发展历程和现状,从途径优化、底盘选择和代谢工程策略等层面对其最新进展和所遇到的问题进行了总结介绍,并对该技术未来发展方向进行了展望。     

微生物在发展循环经济中扮演重要角色

发展循环经济可充分利用农业上各种有机废弃物借助微生物-生物技术的有效应用,实现废弃物资源化和产业化,从中索取生物质能（作为洁净替代能源）是大有可为的,是未来能源建没的方向之一。也可以说,是节能（如石油）的一项具有战略意义的重要措施。在围际上正在发展洁净新能源如氢能、乙醇燃料或乙醇汽油、二甲醚、沼气（甲烷气）、生物柴油等洁净生物能源,包括中国在内的不同国家对它们大有开发之势。     

酿酒酵母乙醇耐受性的研究进展

生物乙醇作为一种可再生的清洁能源,正在引起人们的广泛关注.酿酒酵母是乙醇生产中最常用的发酵菌株,但是乙醇耐受性往往成为限制酿酒酵母菌乙醇产量的重要因素.选育耐受高浓度乙醇的酵母菌株对于提高乙醇产率具有重要意义.然而传统的菌株改良方法具有育种周期长,突变方向不定等缺点.主要综述了近年来国内外对酿酒酵母菌耐受乙醇的分子生物学机理方面的研究成果,进而总结了提高酿酒酵母乙醇耐受性的基因工程、代谢工程.     

甜菜渣纤维素乙醇研究进展与展望

纤维素乙醇具有清洁、安全、可再生等优点,是新能源发展的重要方向,受到各国政府、企业的广泛关注。论文首先介绍了甜菜生物学特性,随后重点阐述甜菜及其副产物甜菜渣在三代生物乙醇开发中的优越性及应用进展。在此基础上提出了甜菜渣纤维素转化乙醇及组分分离综合利用的研究思路,认为甜菜渣将会作为一种重要原料在纤维素乙醇开发中发挥作用。     

燃料乙醇的代谢工程研究进展

乙醇是来自可再生资源的最有发展前景的液态燃料,目前采用生物发酵法生产乙醇仍然是最重要的途径。利用代谢工程技术改造乙醇代谢网络、提高乙醇产量是生物工程科学家的研究重点。从扩展代谢途径和构建新的代谢途径等方面全面阐述了代谢工程技术在燃料乙醇生产中的应用。     

不与人争粮,巧用农业废弃物生产生物能源

我国农业废弃物非常丰富如作物秸秆等,如何使其资源化和能源化呢？这是当前国际上一大重要课题。在我国,黑龙江省一家公司投资4.8亿元,形成年加工秸秆如玉米、甜高粱秸秆等40万吨,生产乙醇能力约4万吨;下一步要形成年加工秸秆100万吨,年产乙醇10万吨的生产能力,将于2008年年底完成这一计划。     

中国小麦燃料乙醇的能量收益

分析了燃料乙醇能量收益问题提出的背景,国外有关燃料乙醇能量收益研究的最新进展及国内研究现状,采用全生命周期分析方法,计算了小麦燃料乙醇净能量值和能量产投比,对中国小麦燃料乙醇的能量收益进行了评价。主要结论有:如不考虑副产品能量价值,旧工艺和新工艺的NEV分别为-17022MJ/t燃料乙醇和-11778MJ/t燃料乙醇,R值分别是0.64和0.72;如考虑副产品能量价值,旧工艺和新工艺的NEV值分别为2271MJ/t燃料乙醇和11249MJ/t燃料乙醇,R值分别是1.05和1.27,从能源经济性角度看,旧工艺和新工艺的能量收益已是正效益,且新工艺的能量收益显著提高;与美国玉米燃料乙醇生产相比,如考虑副产品能量价值,新工艺和美国玉米燃料乙醇的NEV分别为11249MJ/t燃料乙醇和7457MJ/t燃料乙醇,R值分别是1.27和1.34。由于小麦转化率要低于玉米,因而小麦燃料乙醇的R值会低于玉米燃料乙醇。中国小麦燃料乙醇生产(新工艺)NEV大于美国玉米燃料乙醇的原因在于:中国小麦燃料乙醇副产品综合利用水平(23027MJ/t燃料乙醇)已明显优于美国玉米燃料乙醇(5078MJ/t燃料乙醇)。     

纤维素乙醇工程化探讨

出于对能源安全、大气污染的担忧以及促进农村经济发展的考虑,世界许多国家使用乙醇作为含氧添加剂或交通运输燃料来替代汽油。纤维素乙醇生产原料丰富,且具有明显的低碳排放特性而备受关注。随着全球范围内几套大型纤维素乙醇示范装置的相继试车,工程化问题将得到解决,并有望在2015-2016年完成装置的经济性考核,逐步进入商业化阶段。为避免原料"与人争粮,与粮争地",1代燃料乙醇将逐步向2代纤维素乙醇过渡。本文在综述近期国内外纤维素乙醇产业化概况的基础上,从化学工程和生物工程的角度对预处理、酶制剂及酶解工艺、戊糖/己糖共发酵菌株及工艺、装备等几个方面的技术进展进行剖析,讨论了工程化遇到的主要问题,探讨了我国纤维素乙醇技术的发展方向。     

用玉米生产乙醇的技术有重大突破

国际石油价格飚升以及对减排温室气体的日益重视．为发展生物燃料提供了潜在市场。乙醇是一种重要的生物燃料,美国是利用玉米生产乙醇最主要的国家,该国的一些种子及化学公司如孟山都、杜邦等都一直在探索改进乙醇生产工艺提高产量的方法,然而,迄今未有满意成果。但Anglo-Swiss种子及作物保护集团的Syngenta公司却取得了重大突破。