第七讲生物技术概论2..ppt

高油价促使人们加大对化石燃料的开发 　　如果没有前瞻性的能源政策？ （一）生物技术是可持续发展的关键 “后化石经济时代”即将到来！ 布什1月31日发表的政府国情咨文提到: We have a serious problem: America is addicted to oil, which is often imported from unstable parts of the world. The best way to break this addiction is through technology. Breakthroughs on new technologies will help us reach a great goal: to replace more than 75 percent of our oil imports from the Middle East by 2025. By applying the talent and technology of America, this country can dramatically improve our environment, move beyond a petroleum-based economy. “后化石经济时代”即将到来！ 瑞典——欧洲重要石油消费国 　The environmentally progressive Scandinavian nation has announced one of its most ambitious goals yet: to completely end its dependency on fossil fuels -- and do it in the next 15 years. 　“Our dependency on oil should be broken by 2020”，said Mona Sahlin, the minister of Sustainable Development. 　“We want to be both mentally and technically prepared for a world without oil”, said Martin Larsson 生物经济的发展模式 并不是简单地回归到古代的农耕时代 必须与现有的科学技术、生产方式充分接轨，充分利用现有的科学文明与技术探索新的发展模式 （二）生物能源 生物能源是指利用生物可再生原料及太阳能生产的 能源,包括生物质能、生物液体燃料及利用生物质 生产的能源。 如燃料乙醇、生物柴油、生物质气化及液化燃料、 生物制氢等。 1、燃料乙醇 乙醇汽油是在汽油中填加乙醇（5~22%），其排放污染仅为汽油的1/3。采用专用乙醇发动机，几乎无污染。 生物乙醇就是利用酵母等微生物将葡萄糖降解为乙醇 中国燃料乙醇生产规模139万吨 目前生物乙醇的生产方法根据原料区分有: （1）糖类：如糖蜜生产乙醇是工艺最为简单、南美洲如巴西、阿根廷。 （2）谷物淀粉类：北美和欧洲、中国广泛使用我国2005年玉米酒精占总产量的50％，消耗玉米600万吨 （3）纤维素类：以植物秸秆等纤维素为原料生产乙醇是最具挑战性的课题。 用纤维素制造乙醇的关键问题是：纤维素原料的预处理和高效的发酵工艺。 2、生物柴油 生物柴油是采用来自动物或植物油脂及餐饮废油等与甲醇(或乙醇) 经酯交换反应而得到的脂肪酸甲（乙）酯，可以替代普通石油柴油的可再生的清洁燃料。 生物柴油各国的生产状况 （2000年） 目前生物柴油主要用化学法生产, 即油脂与甲醇或乙醇等，在酸或碱性催化剂和高温（230～250℃）下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。但工艺复杂, 能耗高；脂肪中不饱和脂肪酸在高温下易变质。 超临界法合成生物柴油, 在超临界甲醇中直接对脂肪酸进行酯化，不需要催化剂，反应速度快，后处理简单，但设备要求高压，能耗大。 关键技术为：生物酶法合成生物柴油, 通过脂肪酶进行酯交换反应,制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有条件温和, 能耗低，无污染物排放等优点。 酶法合成生物柴油的关键是高效的脂肪酶。各国都在加大对酶法的研发。 我国采用假丝酵母脂肪酶, 其生物柴油转化率已达96%，固定化酶半衰期达200h以上，生产成本显著降低，已具备竞争优势，处于世界先进水平。 生物柴油的原料来源 原料约占生物柴油生产成本的90％ 美国主要原料是大豆油，西欧则是菜籽油 成本太高，我国食用油尚需部分进口，不符合国情 选择废食用油作为原料可以降低成本