生物工程在能源中的作用

1、生物工程在能源問題中的應用生物工程在能源問題中的應用XXX(XX班學號:XXXXX)摘要：摘要：隨著社會的發(fā)展，人們對能源的需求日益增加。但傳統(tǒng)的化石能源的儲備量在地球上是有限的，因此開發(fā)新能源十分有必要。本文簡述了我國的能源問題，并就生物工程在解決能源問題中的應用做了簡介。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：生物工程生物工程能源問題能源問題能源植物能源植物微生物工程微生物工程Abstract:Abstract:Withthedevelopmentofso

2、cietythedemofenergyconsumptionincreasesdaybyday.Butthereserveoftraditionalfossilfuelislimitedtherefeitisessentialfustodevelopnewenergy.ThisarticleresumestheenergyproblemofChinagivesabriefintroductionofsolvingenergyproble

3、mbyusingbioengineering.KeyKeywds:wds:BioengineeringEnergyproblemEnergyplantFermentationengineering1.1.生物工程簡介生物工程簡介以現(xiàn)代生命科學為基礎(chǔ)，結(jié)合先進的工程技術(shù)手段和其他基礎(chǔ)學科的科學原理，按照預先的設(shè)計改造生物體或加工生物原料，為人類生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達到某種目的的新技術(shù)就是生物工程生物工程。[1][1]生物工程主要包括了基因工程

4、、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程和蛋白質(zhì)工程。與傳統(tǒng)理化技術(shù)相比，生物工程的特點是，利用生物資源的可再生性，在常溫常壓下生產(chǎn)產(chǎn)品，從而節(jié)約了資源和能源，并且減少了環(huán)境污染。2.2.能源與能源問題能源與能源問題2.12.1能源簡介能源簡介能源就是向自然界提供能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì)。從能源的來源上看，無非是有三種：一種是來自地球外部天體的能源（主要是太陽能）。地球上大量能源物質(zhì)如纖維素、淀粉等本質(zhì)上就是太陽能轉(zhuǎn)化的。第二類是地球本身蘊藏的能量，主要是地

5、熱能和原子核能。第三類地球和其他天體相互作用而產(chǎn)生的能量，如潮汐能。能源在我們社會生活中扮演著重要的作用，江澤民指出能源是我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要制約因素，事關(guān)經(jīng)濟安全和國家安全。[2][2]2.22.2我國的能源利用現(xiàn)狀我國的能源利用現(xiàn)狀我國能源資源有以下特點[2][2]：能源資源豐富，人均占有量少。能源建設(shè)不斷加強，能源效率仍然較低。能源生產(chǎn)迅速增長，生態(tài)環(huán)境壓力明顯。能源消費以煤為主。能源需求繼續(xù)增加，可持續(xù)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)。2.32.

6、3能源安全能源安全中國能源安全所面臨著新挑戰(zhàn)[3][3]：首先，中國超過美國成為全球最大的能源消費國，能源進口需求逐年增長。其次，中國對外能源投資從無到有。維護本國海外投資利益，已成為中國構(gòu)建新的國際關(guān)系的重要考量。為解決中國的能源問題，不僅需要政府搞好外交，定位“友善中國”形象，提升中國的親和力，大力發(fā)展文化外交，建立優(yōu)質(zhì)文化形象，打造具有中國特色的民族傳播品牌，[4][4]還需要中國自己發(fā)展清潔的新能源。3.3.能源植物能源植物技術(shù)

7、力量雄厚、經(jīng)濟效益明顯等優(yōu)勢[13][13]，所以我國農(nóng)村沼氣池發(fā)展勢頭很好，中國已成為世界上最大的農(nóng)村戶用沼氣池保有國。[14][14]據(jù)測算，一口8m3的沼氣池，每年可產(chǎn)生385m3沼氣和20t以上沼肥，相當于節(jié)約煤炭0.5t和節(jié)化肥0.2t，從而使農(nóng)民獲得顯著增收節(jié)支和提高生活水平。[15][15]當然，我國的沼氣工程也存在一些問題，但這些問題不是工藝和設(shè)備的問題，而主要是政策和制度上的問題，比如，小型沼氣工程建設(shè)不規(guī)范、戶用沼氣

8、使用率低、大型養(yǎng)殖場沼氣工程自籌資金不能到位、后續(xù)服務跟不上等。[16][16]4.54.5微生物制乙醇微生物制乙醇生物乙醇生物乙醇是指通過微生物的發(fā)酵將各種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料酒精。燃料乙醇使用有兩種方法。其一是以乙醇為汽油的“含氧添加劑”通常這種無鉛汽油約含10%的乙醇。另一種方法是使用乙醇代替汽油這方面的工藝也十分成熟。[17][17]但也有人反對燃料乙醇項目。反對者認為生物乙醇生產(chǎn)過程中需要使用大量的化肥、農(nóng)藥、機械和能源其總的能源

9、產(chǎn)出是負的而且還會增加溫室氣體的排放。[18][18]5.5.酶技術(shù)與第二代生物燃料酶技術(shù)與第二代生物燃料5.15.1第二代生物燃料簡介第二代生物燃料簡介生物燃料生物燃料是指以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)的液體燃料，包括燃料乙醇、生物柴油以及二甲醚等，可以用來替代傳統(tǒng)的化石能源。第一代生物燃料是以富含淀粉的玉米等為原料生產(chǎn)的燃料乙醇，以及把油菜籽油、豆油和棕櫚油等轉(zhuǎn)化的生物柴油，第二代生物燃料是指利用木質(zhì)纖維素為原料生產(chǎn)的生物燃料。第一代生物燃料技

10、術(shù)雖然先進，卻導致了與民爭糧、爭油的不良結(jié)果，造成糧油價格上漲的局面。[19][19]我國第二代生物燃料主要包括農(nóng)作物秸稈、林業(yè)生產(chǎn)剩余物、灌木林等，發(fā)展?jié)摿s3.4億t，可生產(chǎn)纖維素乙醇5180萬t。[20][20]5.25.2酶技術(shù)在第二代生物燃料生產(chǎn)中的應用酶技術(shù)在第二代生物燃料生產(chǎn)中的應用酶技術(shù)是指在一定的生物反應器內(nèi)利用酶的催化作用進行物質(zhì)轉(zhuǎn)化的技術(shù)。第二代生物燃料的關(guān)鍵技術(shù)為催化酶技術(shù)催化酶技術(shù)。新型酶制劑的作用是將植物中的

11、纖維素分解為可發(fā)酵糖，并進一步將其轉(zhuǎn)化為乙醇。幾年前，第二代生物燃料技術(shù)的成本還比較高，由于生物技術(shù)的不斷創(chuàng)新，其成本大幅下降，第二代生物燃料的競爭力越來越強。[19][19]USDOE通過對纖維素催化酶的優(yōu)化研究，降低了第二代生物燃料技術(shù)的成本。6.6.小結(jié)小結(jié)綜上所述，能源問題是關(guān)系到國家安全的社會問題，生物工程在能源問題中的應用不外乎是體現(xiàn)在下面兩個方面：1、通過微生物技術(shù)或酶技術(shù)將人類難以利用或不能利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源。2、通過