生物能源的生产技术

科技情报开发与经济　ＳＣＩ—ＴＥＣＨ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ　２０１３年第２３卷第１５期　

文章编号：１００５—６０３３（２０１３）１５—０１５０—０３　

生　技　术与能源开　发　

孙毅　

（信阳师范学院生命科学学院，河南信阳，４６４０００）　

摘要：简述了人们开发利用能源的转变历程，着重阐述了运用生物技术开发新能源　

取得的研究成果，包括运用生物技术将植物及其废弃物转化为能源、运用生物技术培　

育高能源作物、利用基因工程改良微生物以催化Ｈ　的释放、运用基因重组技术培育出　

能产油的植物以及产石油细菌的发现等，对这些成果进行了评述，并对其未来发展进　

行了展望。　

关键词：生物技术；能源开发；高能源作物　

中图分类号：Ｑ一１　文献标识码：Ａ　

２１世纪初叶，强大的社会、经济环境压力正推动着世界向一　

个崭新的能源系统领域迈进。能源的转变，历史上已清晰经过。人　

类社会由原始的钻木取火经过漫长时期转向水、风、木作为能源，　

一直到ｌ８世纪末，蒸汽机的发明开创了大规模使用煤炭而形成工　

业革命。２０世纪初石油变成世界经济体系的燃料，经过近百年的　

发展，石油经济的形象已深入地渗透到人们生活的许多方面。　

据目前地球上已探明的非再生能源储量推测，煤还可以用　

３５０年，普通钻井的石油还可以用６０年，应特别提出的是世界石　

油资源分布极不均匀，海湾国家核实的石油储量，１９８０年占全世　

界的５５％，到１９８９年即上升到了６５％，并且在过去的１０多年中　

主要的石油资源的新发现均在该地区。页岩和沙漠里的还可以　

用６６０年，天然气还可以用７２年，铀可用２７　１３１年。随着世界人　

口的增加，工业的高速发展，非再生能源的形成速度远远慢于人　

类消耗能源的速度。总会有用一天，这些能源会被消耗殆尽。另　收稿日期：２０１２—１２—２７　

外，化石燃料的大量无节制的使用和浪费，地球大气层要承受每　

年约６０多亿ｔ碳排放物，为了改善和稳定大气的质量，绝大多数　

生物能源科技论文：生物柴油生产技术及我国发展现状

摘要:能源危机推动了生物柴油产业的发展,生产生物柴油的方法主要有:直接使用和混合法、微乳化法、热裂解、酯交换法。本文介绍我国生物柴油产业发展状况,当前生物柴油产业发展中存在的问题,并提出初步解决办法。

关键词:生物柴油;发展现状;存在问题;解决办法

能源是现代社会赖以生存和发展的重要物质基础。20世纪70年代以来的能源危机,以及石化燃料燃烧所引发的一系列生态危机,正严重威胁着人类的生存和社会的持续发展,近年石油消耗量的增加及国际政治的影响,石油价格飞速上涨。油价飙升给全球经济和个人生活带来了严重的冲击,同时也推动了世界生物柴油产业的发展。

1、生物柴油生产技术

生物柴油制备主要有直接使用和混合法、微乳化法、热裂解法和酯交换法。前两种方法由于油粘度高和不易挥发性,导致发动机喷嘴不同程度结焦、活塞环卡死和碳沉积等问题。植物油和动物脂肪裂解缺点是在高温下进行,需催化剂,而且反应难以控制,设备昂贵;而酯交换法主要通过酯基转移将高粘度植物油或动物油脂转化成低粘度脂肪酸酯,采用酯交换法制备生物柴油具有粘度低,无需消耗大量能源等显著特点。

1.1 直接或混合使用

直接混合法将天然油脂与石化柴油、化学溶剂或醇类直接混合使

用。国内外学者曾将柴油机供油提前和喷油压力调整后,研究直接燃用棕榈油、葵花籽油、棉籽油、大豆油、小桐子油等植物油与柴油混合油,可获得良好动力性,能达到标定功率。但使用植物油存在冷启动困难,容易出现燃烧室积碳,活塞环粘结、润滑油增稠等问题。

1.2 微乳化法

微乳液是由两种不相溶液体与其它两性分子混合形成胶体分散系统,透明、热力学稳定,且各向同性,分散相粒径为1-150nm之间,微乳化法是利用乳化剂,是植物油分散到粘度较低的溶剂中,从而将植物油稀释,降低粘度,以满足作为燃料使用要求,微乳液组分中含有低沸点成分,因此可以改善雾化特性。但发动机长期使用植物油乳化燃料会出现积碳和润滑油粘度增加等问题。

生物质能与新能源产生技术

随着人类社会的不断发展，我们的世界面临着一个巨大的问题——能源危机，即对能源的需求与供应之间出现的严重问题。为了解决这个问题，人类开始研究新能源的开发和利用，而生物质能是一个备受关注的研究领域。在接下来的1200个字里，我们将深入探讨生物质能与新能源产生技术。

1. 生物质能的定义与概括

生物质能指的是任何可以快速再生、可回收利用的有机物，如植物、含糖物质、废弃物等可以被转化为能源的物质。这些有机物在经过相应的处理和转化后，可以转化为可用的燃料或电力。

在生物质能的利用中，最常见的就是生物质的燃烧，通过燃烧过程可以得到热能、电能以及其他形式的能源。此外，生物质还可以通过生物化学过程产生沼气、乙醇、生物柴油等能源。

2. 生物质能的优点与缺点

生物质能作为一种新型能源，具有一些传统能源所没有的优点。首先，生物质能燃烧后生成的二氧化碳量与生命体循环所需的二氧化碳相平衡，不会对环境产生危害。其次，生物质作为一种可再生资源，具有循环利用的功用，有助于保护环境和减少对地球资源的压力。另外，生物质能有利于促进农业的发展，振兴城乡经济。

然而，生物质能也存在着一些缺点。首先，生物质的来源和供应是影响生物质能发展的主要问题之一，它的生产和利用也占用了大量的耕地面积。其次，生物质的处理和转化技术仍不成熟，生物质的转化效率还有待提升。此外，生物质的燃烧会产生一些有害物质，对环境造成污染。

3. 发展新能源技术的必要性

随着人类社会的发展，能源的需求逐渐增加，而越来越多的传统能源已经不能满足人们日益增长的能源需求。因此，发展新能源技术已经成为一种必要的选择。新能源技术不仅可以满足人们对能源的需求，而且还可以解决能源危机和环境问题。因此，投资和研究新能源技术已经成为许多国家的政策选择。

4. 新能源产生技术的研究与应用

为了解决能源危机和环境问题，人们广泛研究和应用各种新能源产生技术。例如：

一７８一　石油和化工设备　２０１　１年第１４卷　

现代生物技术生产生物能源和基本化工原料　

之前景　

高彪　

（安徽省化工设计院，安徽合肥２３０００１）　

［摘　要］我国属太阳能资源丰富的国家，可生产的生物质，６－量近６０亿吨，利用生物质加工生产液体燃料和化学产品，可取代　３Ｏ亿吨标标准煤。为尽快赶超国外现代生物工程技术水平，大规模开发生物４ｅ￣．ｙ－装备应首先提上议事日程。　

［关键词］生物技术；纤维素酶；酶催化；分离纯化技术　

目前，我国已成为世界第一资源加工大国和　

第二能源消耗大国，且存在着经济越发达的地区　

资源越紧缺、环境污染越严重的境地。然而，我　

国是太阳能资源丰富的国家，每年辐射总量在３．３　×１０３～８．４×１０６ｋＪ／ｍ　；陆地面积每年接受的太阳　能相当于２．４×１０４亿吨标准煤；我国现有１８＿３亿亩　

耕地，南方有６亿亩草山草坡，按目前优质杂交　水稻的生产能力测算，可生产的生物总量近６０亿　

吨。用这些生物加工液体燃料、化学产品，可取　代约３０亿吨标准煤。充分利用工业生物技术，实　

现生物能源的高效利用，可走出一条绿色生态发　展之路。　

ｌ生物制乙醇生产技术　

生物炼制技术涉及面很广，既有传统性，又　

有现代性，应用面非常广泛。传统的生物制酒在　

我国已有悠久历史。现代的生物炼制技术近年来　

有较快发展。如经基因技术改造或重组的“运动　

发酵单胞菌”用于生产乙醇；又如经基因工程技　

术重组受体菌即“工程毕赤酵母”高效生产酶制　

剂，可用于饲料业、乳品业等；或建构新型“生　物反应器”生产所需要的各种酶制剂等。该技术　

的共同点是利用农业各类废弃物以及淀粉类、纤　维素类为原料生产各类产品如燃料乙醇等。目前　

我国乙醇年产量居世界第三，发酵法乙醇占绝对　

优势，８０％的乙醇使用淀粉原料，１０％的乙醇使　用废糖蜜，用纤维素原料生产的乙醇约占２％。　

中国发展燃料乙醇不宜采用粮食转化的路线，而　

应发展木质纤维素生产乙醇综合技术，这就要大