能源微生物學(xué)的課件

1、第二章 生物煉制與可再生資源 在化石能源資源漸趨枯竭和環(huán)境壓力越來越大的背景在化石能源資源漸趨枯竭和環(huán)境壓力越來越大的背景下，下，21世紀(jì)將是可持續(xù)和多元化的清潔能源世紀(jì)。世紀(jì)將是可持續(xù)和多元化的清潔能源世紀(jì)。2006年年5月在德國首都柏林舉行的月在德國首都柏林舉行的“面向面向21世紀(jì)的生物燃料世紀(jì)的生物燃料”國國際會(huì)議也指出，發(fā)展中國家應(yīng)主要通過發(fā)展生物燃料滿足際會(huì)議也指出，發(fā)展中國家應(yīng)主要通過發(fā)展生物燃料滿足能源增長(zhǎng)需求，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并向發(fā)達(dá)國家出口生能源增長(zhǎng)需求，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并向發(fā)達(dá)國家出口生物燃料。為了實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)一步物燃料。為了實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可

2、持續(xù)發(fā)展，進(jìn)一步建立人與自然的和諧關(guān)系，從根本上改變目前重點(diǎn)依賴化建立人與自然的和諧關(guān)系，從根本上改變目前重點(diǎn)依賴化石原料的制造加工工業(yè)的生產(chǎn)模式，發(fā)展以農(nóng)村生物質(zhì)為石原料的制造加工工業(yè)的生產(chǎn)模式，發(fā)展以農(nóng)村生物質(zhì)為原料的生物煉制產(chǎn)業(yè)是解決人類所面臨的資源、能源和環(huán)原料的生物煉制產(chǎn)業(yè)是解決人類所面臨的資源、能源和環(huán)境問題的唯一途徑。境問題的唯一途徑。2.1 2.1 石油煉制到生物煉制石油煉制到生物煉制2.1.1 2.1.1 石油煉制石油煉制 石油煉制以不可再生的化石資源（石油、煤炭、天然石油煉制以不可再生的化石資源（石油、煤炭、天然氣等）為原料，以化學(xué)催化劑為手段，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的徹底、氣等）為原料

3、，以化學(xué)催化劑為手段，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的徹底、多元化轉(zhuǎn)化（圖多元化轉(zhuǎn)化（圖2.1）。這一模式受到化石原料的嚴(yán)重制約）。這一模式受到化石原料的嚴(yán)重制約而終將被新的工藝所取代。而終將被新的工藝所取代。圖圖2.1 2.1 石油煉制工藝石油煉制工藝常常壓壓蒸蒸餾餾減減壓壓蒸蒸餾餾催催化化重重整整芳芳烴烴抽抽提提芳芳烴烴分分離離輕汽油餾分輕汽油餾分富氫氣體富氫氣體汽油組分汽油組分苯苯甲苯甲苯二甲苯二甲苯催催化化重重整整延延遲遲焦焦化化減壓渣油減壓渣油重餾分重餾分減減壓壓餾餾分分重柴油餾分重柴油餾分氣氣體體分分離離石石油油產(chǎn)產(chǎn)品品精精制制吸吸收收輕柴油餾分輕柴油餾分煤油餾分煤油餾分裂化氣裂化氣焦焦化化氣氣煉廠干氣

4、煉廠干氣丙稀丙稀丙烷丙烷丁烯丁烯丁烷丁烷裂化汽油裂化汽油裂化柴油裂化柴油直餾柴油直餾柴油直餾煤油直餾煤油直餾輕柴油直餾輕柴油焦化汽油焦化汽油焦化柴油焦化柴油石油焦石油焦常壓常壓渣油渣油原油原油2.1.22.1.2 生物煉制生物煉制新型經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的締造者新型經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的締造者 生物煉制以現(xiàn)代石化工業(yè)為模板，采用類似于流化催生物煉制以現(xiàn)代石化工業(yè)為模板，采用類似于流化催化裂化、熱裂解和加氫裂解等集成化平臺(tái)技術(shù)，用先進(jìn)的化裂化、熱裂解和加氫裂解等集成化平臺(tái)技術(shù)，用先進(jìn)的預(yù)處理和酶水解等生物平臺(tái)技術(shù)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為各種糖類，預(yù)處理和酶水解等生物平臺(tái)技術(shù)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為各種糖類，再通過糖平臺(tái)技術(shù)轉(zhuǎn)化為大宗生物乙

5、醇產(chǎn)品和各種高附加再通過糖平臺(tái)技術(shù)轉(zhuǎn)化為大宗生物乙醇產(chǎn)品和各種高附加值中間體化學(xué)品，生產(chǎn)出燃料乙醇、生物柴油等新型能源、值中間體化學(xué)品，生產(chǎn)出燃料乙醇、生物柴油等新型能源、聚乳酸等新型生物材料和糠醛等幾乎所有的生物基化學(xué)品聚乳酸等新型生物材料和糠醛等幾乎所有的生物基化學(xué)品類型（圖類型（圖2.2）。）。圖圖2.2 2.2 生物煉制工藝生物煉制工藝生生 物物 煉煉 制制農(nóng)農(nóng) 業(yè)業(yè)初級(jí)煉制初級(jí)煉制工工 業(yè)業(yè) 煉煉 制制生物質(zhì)生物質(zhì)（纖維素、（纖維素、淀粉、淀粉、 蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)、動(dòng)物糞便動(dòng)物糞便等）等）生生物物質(zhì)質(zhì)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化糖類糖類木質(zhì)素木質(zhì)素蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂肪脂肪其他物質(zhì)其他物質(zhì)糖和木質(zhì)素糖和木質(zhì)素合

6、成氣合成氣生物氣生物氣水解水解酸解、酶解酸解、酶解氣化氣化高溫、低氧高溫、低氧消化消化細(xì)菌細(xì)菌高溫分解高溫分解催化、加熱、催化、加熱、加壓加壓生物油生物油萃取萃取機(jī)械、化學(xué)機(jī)械、化學(xué)分離分離機(jī)械、化學(xué)機(jī)械、化學(xué)碳素鏈碳素鏈種植肥料種植肥料燃料：燃料： 乙醇乙醇 生物柴油生物柴油 生物氫生物氫能源：能源： 發(fā)電發(fā)電 產(chǎn)熱產(chǎn)熱化學(xué)品：化學(xué)品： 塑料塑料 溶劑溶劑 藥品藥品 中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物 酚醛塑料酚醛塑料 保健品保健品 黏合劑黏合劑 糠醛糠醛 脂肪酸脂肪酸 乙酸乙酸 黑色顏料黑色顏料 油漆油漆 染料染料 色素墨水色素墨水 清潔劑等清潔劑等食品和飼料：食品和飼料： 乳酸乳酸 檸檬酸等檸檬酸等 生物

7、煉制可以被分為生物質(zhì)生產(chǎn)地區(qū)類型和廢棄材生物煉制可以被分為生物質(zhì)生產(chǎn)地區(qū)類型和廢棄材料使用類型兩種。料使用類型兩種。在巴西、美國、中國、東南亞和澳大利在巴西、美國、中國、東南亞和澳大利亞這些國家和地區(qū)大量種植甘蔗、玉米、甜菜、木薯、西亞這些國家和地區(qū)大量種植甘蔗、玉米、甜菜、木薯、西米椰子和土豆等用于生物煉制，用農(nóng)業(yè)產(chǎn)品發(fā)展新工業(yè)。米椰子和土豆等用于生物煉制，用農(nóng)業(yè)產(chǎn)品發(fā)展新工業(yè)。相對(duì)的，在缺少空間堆積垃圾和有機(jī)質(zhì)并且沒有足夠多的相對(duì)的，在缺少空間堆積垃圾和有機(jī)質(zhì)并且沒有足夠多的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的日本和一些歐洲國家，生物煉制起著廢棄物處農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的日本和一些歐洲國家，生物煉制起著廢棄物處理和有用產(chǎn)品的生

8、產(chǎn)的雙重作用，舊報(bào)紙、林業(yè)廢棄物、理和有用產(chǎn)品的生產(chǎn)的雙重作用，舊報(bào)紙、林業(yè)廢棄物、動(dòng)物糞便和食品廢棄物為生物煉制提供了原始的材料。動(dòng)物糞便和食品廢棄物為生物煉制提供了原始的材料。 微藻是一類在顯微鏡下能辨認(rèn)其形態(tài)的微小藻類類群，微藻是一類在顯微鏡下能辨認(rèn)其形態(tài)的微小藻類類群，目前已經(jīng)可以進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)。許多微藻中富含蛋白質(zhì)、目前已經(jīng)可以進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)。許多微藻中富含蛋白質(zhì)、多糖、油脂、類胡蘿卜素和不飽和脂肪酸等多種有用成分，多糖、油脂、類胡蘿卜素和不飽和脂肪酸等多種有用成分，是人類重要的生物質(zhì)資源寶庫。微藻的生物煉制如圖是人類重要的生物質(zhì)資源寶庫。微藻的生物煉制如圖2.3所所示。示。微藻細(xì)胞

9、微藻細(xì)胞光光O2水或廢水水或廢水無機(jī)鹽無機(jī)鹽氣體氣體藻類藻類H2CO2CO2工業(yè)醫(yī)用工業(yè)醫(yī)用生物能源生物能源微藻油脂微藻油脂微藻多糖微藻多糖微藻蛋白微藻蛋白微藻色素微藻色素維生素維生素微藻酶微藻酶抗生素抗生素生物飼料生物飼料（肥料）（肥料）醫(yī)藥食品醫(yī)藥食品生物沼氣生物沼氣生物制氫生物制氫生物柴油生物柴油圖圖2.3 2.3 微藻的生物煉制示意圖微藻的生物煉制示意圖 木質(zhì)纖維素?cái)?shù)量巨大、來源廣泛、可再生，是生物煉木質(zhì)纖維素?cái)?shù)量巨大、來源廣泛、可再生，是生物煉制的重要原料。玉米秸稈是其中非常易于得到的一類，秸制的重要原料。玉米秸稈是其中非常易于得到的一類，秸稈中稈中92.5%的總糖可以通過對(duì)玉米秸稈

10、稀酸預(yù)處理和酶水的總糖可以通過對(duì)玉米秸稈稀酸預(yù)處理和酶水解獲得，經(jīng)過煉制可以生產(chǎn)幾乎所有我們需要的化學(xué)品和解獲得，經(jīng)過煉制可以生產(chǎn)幾乎所有我們需要的化學(xué)品和能源（圖能源（圖2.4）。）。木質(zhì)纖維素給料（木質(zhì)纖維素給料（LCFLCF）谷物（稻草、糠），木質(zhì)纖維素生物質(zhì)（蘆葦、蘆葦草），谷物（稻草、糠），木質(zhì)纖維素生物質(zhì)（蘆葦、蘆葦草），林業(yè)生物質(zhì)（灌木、木材），造紙和纖維素業(yè)固體殘?jiān)謽I(yè)生物質(zhì)（灌木、木材），造紙和纖維素業(yè)固體殘?jiān)举|(zhì)纖維素（木質(zhì)纖維素（LCLC）木質(zhì)素木質(zhì)素( (酚類聚合體酚類聚合體) )半纖維素半纖維素( (戊糖，己糖戊糖，己糖) )纖維素纖維素( (葡聚糖葡聚糖) )木木

11、糖糖植物膠植物膠（增稠劑、黏合（增稠劑、黏合劑、防護(hù)劑、乳劑、防護(hù)劑、乳化劑、穩(wěn)定劑）化劑、穩(wěn)定劑）纖維素纖維素葡萄糖葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)品發(fā)酵產(chǎn)品（燃料：乙醇（燃料：乙醇有機(jī)酸：乳酸有機(jī)酸：乳酸溶劑：丙酮、溶劑：丙酮、丁醇等）丁醇等）天然黏合劑天然黏合劑低瀝青木炭低瀝青木炭固體燃料固體燃料（富含硫）（富含硫）鐵石棉鐵石棉（糖的替代品）（糖的替代品）糠糠 醛醛尼尼 龍龍化工產(chǎn)品化工產(chǎn)品呋喃樹脂呋喃樹脂5-5-羥甲基糠醛羥甲基糠醛乙酰丙酸乙酰丙酸潤(rùn)潤(rùn) 滑滑 劑劑軟化劑、溶劑軟化劑、溶劑化學(xué)品和聚合物化學(xué)品和聚合物圖圖2.4 2.4 木質(zhì)纖維素的生物煉制示意圖木質(zhì)纖維素的生物煉制示意圖2.2 2.2 生物

12、煉制基本內(nèi)涵生物煉制基本內(nèi)涵 生物煉制的過程就是對(duì)原料的生物轉(zhuǎn)化和化學(xué)品合成生物煉制的過程就是對(duì)原料的生物轉(zhuǎn)化和化學(xué)品合成的過程，其中主要包括生物工程、化學(xué)工程、分離工程及的過程，其中主要包括生物工程、化學(xué)工程、分離工程及過程控制工程等。生物煉制針對(duì)生物質(zhì)原材料、工業(yè)媒介過程控制工程等。生物煉制針對(duì)生物質(zhì)原材料、工業(yè)媒介及最終產(chǎn)品三部分聯(lián)合了所必需的技術(shù)。及最終產(chǎn)品三部分聯(lián)合了所必需的技術(shù)。2.2.1 2.2.1 生物工程生物工程 生物煉制是以生物轉(zhuǎn)化為主要的生產(chǎn)過程，它是以生物生物煉制是以生物轉(zhuǎn)化為主要的生產(chǎn)過程，它是以生物質(zhì)（主要為纖維素、淀粉等）為原料，經(jīng)過微生物的生物體實(shí)質(zhì)（主要為纖維

13、素、淀粉等）為原料，經(jīng)過微生物的生物體實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的代謝轉(zhuǎn)化得到人類所需要的化學(xué)品?，F(xiàn)物質(zhì)的代謝轉(zhuǎn)化得到人類所需要的化學(xué)品。具備高轉(zhuǎn)化率和具備高轉(zhuǎn)化率和高耐受性的菌種是該過程的主要影響因素，引進(jìn)和培育高效轉(zhuǎn)高耐受性的菌種是該過程的主要影響因素，引進(jìn)和培育高效轉(zhuǎn)化生物是今后工作的重點(diǎn)之一?；锸墙窈蠊ぷ鞯闹攸c(diǎn)之一。2.2.2 2.2.2 化學(xué)工程化學(xué)工程 化學(xué)工程已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在當(dāng)前生物煉制的工藝中，美化學(xué)工程已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在當(dāng)前生物煉制的工藝中，美國能源部實(shí)施的國能源部實(shí)施的6個(gè)生物煉制示范工廠中最先投入工業(yè)化實(shí)驗(yàn)個(gè)生物煉制示范工廠中最先投入工業(yè)化實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的是位于美國內(nèi)布拉斯加州的乙醇生產(chǎn)廠，這

14、個(gè)年產(chǎn)運(yùn)行的是位于美國內(nèi)布拉斯加州的乙醇生產(chǎn)廠，這個(gè)年產(chǎn)1500t的工業(yè)示范裝置中所使用的纖維質(zhì)原料預(yù)處理技術(shù)是美的工業(yè)示范裝置中所使用的纖維質(zhì)原料預(yù)處理技術(shù)是美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的稀酸法稀酸法，即用化學(xué)方法先對(duì)原料質(zhì)，即用化學(xué)方法先對(duì)原料質(zhì)進(jìn)行預(yù)先的處理過程。事實(shí)上不僅在預(yù)處理中，在進(jìn)行預(yù)先的處理過程。事實(shí)上不僅在預(yù)處理中，在化學(xué)品的分化學(xué)品的分離及提純過程離及提純過程中化學(xué)工程都是必不可少的。中化學(xué)工程都是必不可少的。2.2.3 2.2.3 分離工程分離工程 生物轉(zhuǎn)化后得到的物質(zhì)必須經(jīng)過進(jìn)一步的分離純化才可生物轉(zhuǎn)化后得到的物質(zhì)必須經(jīng)過進(jìn)一步的分離純化才可以成為商

15、品，離子交換法、吸附法、色譜法等都是當(dāng)今生物煉以成為商品，離子交換法、吸附法、色譜法等都是當(dāng)今生物煉制行業(yè)常用的分離方法，其中，生制行業(yè)常用的分離方法，其中，生物反應(yīng)器工程物反應(yīng)器工程貫穿于生物過貫穿于生物過程與分離過程始末，在糖工業(yè)和甜味料行業(yè)用處廣泛。合適又程與分離過程始末，在糖工業(yè)和甜味料行業(yè)用處廣泛。合適又巧妙地運(yùn)用分離過程可以在很大程度上減少生產(chǎn)的成本。巧妙地運(yùn)用分離過程可以在很大程度上減少生產(chǎn)的成本。2.2.4 2.2.4 過程控制工程過程控制工程 過程控制工程是對(duì)整個(gè)生物煉制工藝的控制要求，它涉過程控制工程是對(duì)整個(gè)生物煉制工藝的控制要求，它涉及各個(gè)環(huán)節(jié)中的設(shè)備控制參數(shù)及環(huán)節(jié)間結(jié)合

16、匹配的控制要求。及各個(gè)環(huán)節(jié)中的設(shè)備控制參數(shù)及環(huán)節(jié)間結(jié)合匹配的控制要求。過程控制是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化必須解決的難點(diǎn)之一，在保證各個(gè)環(huán)節(jié)過程控制是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化必須解決的難點(diǎn)之一，在保證各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)化率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)化率的同時(shí)，穩(wěn)定而又高效的整體控制穩(wěn)定而又高效的整體控制是進(jìn)行產(chǎn)業(yè)是進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的前提和關(guān)鍵?；那疤岷完P(guān)鍵。2.3 2.3 生物煉制發(fā)展現(xiàn)狀生物煉制發(fā)展現(xiàn)狀2.3.1 2.3.1 生物能源生物能源 世界各國很早就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到化石資源帶來的未來能世界各國很早就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到化石資源帶來的未來能源問題，美國源問題，美國20022002年制定了年制定了“生物質(zhì)技術(shù)路線圖生物質(zhì)技術(shù)路線圖”，并，并計(jì)劃

17、計(jì)劃20202020年使生物質(zhì)能源和生物基產(chǎn)品較年使生物質(zhì)能源和生物基產(chǎn)品較20002000年增加年增加1010倍，達(dá)到全國能源總消費(fèi)量的倍，達(dá)到全國能源總消費(fèi)量的25%25%（20502050年達(dá)到年達(dá)到50%50%）。）。2.3.1.1 2.3.1.1 燃料乙醇燃料乙醇 20 20世紀(jì)世紀(jì)7070年代第二次石油危機(jī)之后，世界各國為減少對(duì)年代第二次石油危機(jī)之后，世界各國為減少對(duì)石油的依賴，紛紛開始研究乙醇汽油。目前這一領(lǐng)域的領(lǐng)石油的依賴，紛紛開始研究乙醇汽油。目前這一領(lǐng)域的領(lǐng)跑者是美國和巴西，跑者是美國和巴西，巴西巴西更是唯一在全國范圍內(nèi)使用乙醇更是唯一在全國范圍內(nèi)使用乙醇汽油的國家。汽油的

18、國家。美國美國有有101101家乙醇生產(chǎn)廠，在建家乙醇生產(chǎn)廠，在建3737個(gè)乙醇廠，個(gè)乙醇廠，計(jì)劃增產(chǎn)計(jì)劃增產(chǎn)675675萬噸。萬噸。印度印度從從20032003年起實(shí)行燃料乙醇試點(diǎn)，年起實(shí)行燃料乙醇試點(diǎn)，20102010年以后，將比例提高到年以后，將比例提高到10%10%，到，到20202020年達(dá)到年達(dá)到20%20%。我國我國在在2121世紀(jì)初，國務(wù)院決定在吉林、遼寧、安徽、河南等四世紀(jì)初，國務(wù)院決定在吉林、遼寧、安徽、河南等四省以陳化糧為原料進(jìn)行燃料乙醇的規(guī)?；a(chǎn)，年生產(chǎn)能省以陳化糧為原料進(jìn)行燃料乙醇的規(guī)?；a(chǎn)，年生產(chǎn)能力達(dá)力達(dá)102102萬噸。萬噸。2.3.1.2 2.3.1.2

19、生物柴油生物柴油 生物柴油是一種以動(dòng)植物油脂為原料，經(jīng)過酯交換反生物柴油是一種以動(dòng)植物油脂為原料，經(jīng)過酯交換反應(yīng)（堿、酸或酶催化）加工而成的清潔可再生的脂肪酸甲應(yīng)（堿、酸或酶催化）加工而成的清潔可再生的脂肪酸甲酯（酯（FAMEFAME）或脂肪酸乙酯（）或脂肪酸乙酯（FAEEFAEE）燃料，目前生物柴油主）燃料，目前生物柴油主要以植物油為原料與甲醇發(fā)生酯交換反應(yīng)得到脂肪酸甲酯。要以植物油為原料與甲醇發(fā)生酯交換反應(yīng)得到脂肪酸甲酯。 全球生物柴油生產(chǎn)主要集中在歐盟和美國。全球生物柴油生產(chǎn)主要集中在歐盟和美國。20052005年全年全球生物柴油產(chǎn)量球生物柴油產(chǎn)量400400萬噸。歐洲主要以菜籽油、美國

20、主要萬噸。歐洲主要以菜籽油、美國主要以豆油為原料生產(chǎn)生物柴油。以豆油為原料生產(chǎn)生物柴油。2.3.1.3 2.3.1.3 生物制氫生物制氫 氫作為一種清潔的新型能源，從氫作為一種清潔的新型能源，從2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代起就引年代起就引起了世界各國的重視，各國政府也是推動(dòng)氫能經(jīng)濟(jì)的主要起了世界各國的重視，各國政府也是推動(dòng)氫能經(jīng)濟(jì)的主要力量，力量，日本、歐洲、美國日本、歐洲、美國都構(gòu)建了自身的氫能源路線圖，都構(gòu)建了自身的氫能源路線圖，計(jì)劃計(jì)劃2020202020502050年全面推動(dòng)氫能經(jīng)濟(jì)的實(shí)施。年全面推動(dòng)氫能經(jīng)濟(jì)的實(shí)施。中國中國的氫能的氫能燃料電池汽車燃料電池汽車“863”863”計(jì)劃也已

21、完成驗(yàn)收。計(jì)劃也已完成驗(yàn)收。 傳統(tǒng)上傳統(tǒng)上90%90%以上的氫氣都以化石燃料為能源，以天然以上的氫氣都以化石燃料為能源，以天然氣、輕油餾分為原料通過氣化重整的工藝生產(chǎn)的，電解水、氣、輕油餾分為原料通過氣化重整的工藝生產(chǎn)的，電解水、氣化煤等工業(yè)上也比較常用。氣化煤等工業(yè)上也比較常用。目前氫氣還沒有在以可再生目前氫氣還沒有在以可再生資源為原料的生產(chǎn)方面實(shí)現(xiàn)突破。生物制氫技術(shù)包括光驅(qū)資源為原料的生產(chǎn)方面實(shí)現(xiàn)突破。生物制氫技術(shù)包括光驅(qū)動(dòng)過程和厭氧發(fā)酵兩種路線，前者利用光合細(xì)菌直接將太動(dòng)過程和厭氧發(fā)酵兩種路線，前者利用光合細(xì)菌直接將太陽能轉(zhuǎn)化為氫氣，而后者采用的是產(chǎn)氫菌厭氧發(fā)酵的方式。陽能轉(zhuǎn)化為氫氣，而

22、后者采用的是產(chǎn)氫菌厭氧發(fā)酵的方式。2.3.1.4 2.3.1.4 丁醇丁醇 丁醇是已經(jīng)被一些專家注意到得比乙醇更加優(yōu)越的丁醇是已經(jīng)被一些專家注意到得比乙醇更加優(yōu)越的燃料替代品，可再生碳水化合物用于丙酮燃料替代品，可再生碳水化合物用于丙酮- -丁醇發(fā)酵是相丁醇發(fā)酵是相對(duì)較成熟的技術(shù)，在蘇聯(lián)時(shí)期的俄羅斯就用木質(zhì)纖維素對(duì)較成熟的技術(shù)，在蘇聯(lián)時(shí)期的俄羅斯就用木質(zhì)纖維素水解物發(fā)酵丙酮水解物發(fā)酵丙酮- -丁醇。和乙醇汽油一樣將在未來市場(chǎng)上丁醇。和乙醇汽油一樣將在未來市場(chǎng)上出現(xiàn)丁醇汽油燃料，是替代石油燃料的又一條出路。出現(xiàn)丁醇汽油燃料，是替代石油燃料的又一條出路。2.3.2 2.3.2 生物材料生物材料 聚

23、羥基脂肪酸酯（聚羥基脂肪酸酯（PHAPHA），是很多微生物合成的一種），是很多微生物合成的一種細(xì)胞內(nèi)聚酯，是一種天然的高分子生物材料，它具有良細(xì)胞內(nèi)聚酯，是一種天然的高分子生物材料，它具有良好的生物相容性、生物可降解和塑料的熱加工性能，同好的生物相容性、生物可降解和塑料的熱加工性能，同時(shí)可作為醫(yī)用材料和生物可降解包裝材料。時(shí)可作為醫(yī)用材料和生物可降解包裝材料。 聚乳酸（聚乳酸（PLAPLA）是以發(fā)酵法生產(chǎn)的乳酸為原料，并進(jìn)）是以發(fā)酵法生產(chǎn)的乳酸為原料，并進(jìn)一步合成的用于包裝的生物材料。美國一步合成的用于包裝的生物材料。美國CargillCargill公司采用公司采用發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)L-L-乳酸，然后生產(chǎn)聚乳酸，它是未來用作乳酸，然后生產(chǎn)聚乳酸，它是未來用作食品袋等包裝材料的衛(wèi)生環(huán)保的生物塑料，將具有非常食品袋等包裝材料的衛(wèi)生環(huán)保的生物塑料，將具有非常廣闊的市場(chǎng)前景，廣闊的市場(chǎng)前景，20042004年產(chǎn)量已達(dá)到年產(chǎn)量已達(dá)到1414萬噸萬噸2.3.3 2.3.3 精細(xì)化學(xué)品精細(xì)化學(xué)品 利用生物質(zhì)原料，除了可以生產(chǎn)乙醇等燃料化學(xué)品利用生物質(zhì)原料，除了可以生