生物工程在能源中的作用

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1、生物工程在能源问题中的应用XXX(XX班学号:XXXXX)摘要：随着社会的发展，人们对能源的需求日益增加。但传统的化石能源的储备量在地球上是有限的，因此开发新能源十分有必要。本文简述了我国的能源问题，并就生物工程在解决能源问题中的应用做了简介。关键词：生物工程能源问题能源植物微生物工程Abstract:Withthedevelopmentofsociety,thedemandofenergyconsumptionincreasesdaybyday.Butthereserveoftraditionalfossilfuelislimited;therefore,itisessentialforus

2、todevelopnewenergy.ThisarticleresumestheenergyproblemofChina,andgivesabriefintroductionofsolvingenergyproblembyusingbioengineering.Keywords:BioengineeringEnergyproblemEnergyplantFermentationengineering1.生物工程简介以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的的新技术就是生物工程。[1]生物工程主

3、要包括了基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程。与传统理化技术相比，生物工程的特点是，利用生物资源的可再生性，在常温常压下生产产品，从而节约了资源和能源，并且减少了环境污染。2.能源与能源问题2.1能源简介能源就是向自然界提供能量转化的物质。从能源的来源上看，无非是有三种：一种是来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）。地球上大量能源物质如纤维素、淀粉等本质上就是太阳能转化的。第二类是地球本身蕴藏的能量，主要是地热能和原子核能。第三类地球和其他天体相互作用而产生的能量，如潮汐能。能源在我们社会生活中扮演着重要的作用，江泽民指出,能源是我国经济社会发展的重要制约因素，事关经济安全和国家安

4、全。[2]2.2我国的能源利用现状我国能源资源有以下特点[2]：能源资源丰富，人均占有量少。能源建设不断加强，能源效率仍然较低。能源生产迅速增长，生态环境压力明显。能源消费以煤为主。能源需求继续增加，可持续发展面临挑战。2.3能源安全中国能源安全所面临着新挑战[3]：首先，中国超过美国成为全球最大的能源消费国，能源进口需求逐年增长。其次，中国对外能源投资从无到有。维护本国海外投资利益，已成为中国构建新的国际关系的重要考量。为解决中国的能源问题，不仅需要政府搞好外交，定位“友善中国”形象，提升中国的亲和力，大力发展文化外交，建立优质文化形象，打造具有中国特色的民族传播品牌，[4]还需要中国自己发

5、展清洁的新能源。3.能源植物3.1我国的能源植物资源能源植物是指那些具有合成较高还原性烃能力的植物，它们是可产生类石油成分，可代替石油使用或作为石油补充产品，以及富含油脂的植物。[5]根据植物所含化学成分不同，可将其分为富含碳水化合物型能源植物，如甘蔗、高粱、甜菜、玉米等，富含油脂型能源植物，如油菜籽等富含石油（烃）型能源植物，如麻疯树、棕榈、油楠、光皮树、黄连木等。3.2生物技术在能源植物中的应用利用生物技术，有效地利用种植资源，遗传改良现有能源植物物种，从而实现规模化种植，是能源植物研究利用的主要方向。例如，付小根就报道过，有人用基因工程手段创造麻风树的新种质，并用植物组织培养技术对麻风树

6、的优良品系进行离体保存和快繁。[6]4．微生物工程与清洁能源4.1微生物资源生物资源是指对人类具有实际或潜在用途或价值的遗传资源、生物体或其部分、生物群体或生态系统中任何其他生物组成部分。发展生物技术，其中心技术是微生物工程技术的发展，微生物工程技术的发展必然涉及到微生物资源的开发与利用问题。[7]微生物具有个体微小、繁殖快、分布广、代谢快等生物学特性，资源再生转化中其效率远远大于动植物,有利于在短时间内把大量基质转化为有用产品,利于实现工业化生产。[8]微生物资源在能源开发上有重要作用。4.2微生物制氢氢能被誉为终极清洁能源，热值是汽油的3倍、酒精的3.9倍、焦炭的4.5倍。H2的燃烧产物只

7、有水。世界各国将氢能以及燃料电池的相关技术确定为保证经济持续发展、维护国家能源安全的重要技术。[9]产氢微生物主要有两个类群：一类是藻类和光合菌在内的光合微生物，一类是兼性厌氧或专性厌氧的发酵产氢微生物。前者可在一定条件下通过光解水产生氢气，而后者通过酵解有机物产生氢气。[10]尽管微生物制氢有着广阔的前景，但也有着三大难以解决的技术难题：1）微生物，特别是光合微生物制氢速率较慢。2）发酵过程中的