生物能源前景和策略

1、我國生物能源發(fā)展前景與策略生物能源的綜合開發(fā)利用是我國的一項既定國策，我國政府歷來高度重 視。生物資源中蘊藏著不可估量的潛力， 國內(nèi)外科技工作者對生物資源的開發(fā)利 用已經(jīng)做了大量的研究工作，取得了豐碩的成果。近年來，隨著生命科學(xué)、生物 技術(shù)、營養(yǎng)學(xué)、現(xiàn)代化工、食品科學(xué)等學(xué)科的不斷發(fā)展，對生物資源中的活性成 分有了新的認識， 為生物資源的開發(fā)利用拓寬了思路， 注入了新的活力， 展示了 廣闊的前景。從人類邁進新世紀以來，開發(fā)新能源成為全世界解決能源問題的共同出 路。新能源不僅與化石燃料相比，具有可再生、對環(huán)境友好等特點，而且更符合 人類可持續(xù)發(fā)展的目標。其中，太陽能、風(fēng)能、地熱能、水能和潮汐能，是

2、開發(fā) 較早的新能源，已在實際生產(chǎn)生活中發(fā)揮了重要作用。 曾一度被人們看好的核能， 有著極高的能量值， 可是其高額的研究經(jīng)費和潛在的巨大危害， 令世界大多數(shù)國 家望而卻步。而作為新能源中 “排行”靠后的生物能源，卻在最近幾年內(nèi)忽然人氣 銳增，勢如破竹，被看作是 “新能源家族中可實現(xiàn)度最高的未來能源 ”。生物能源 主要是指在生物體（尤為植物）內(nèi)，經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)所釋放出的能源。其實，世界上 90的能源消耗來自植物光合作用所積累的能源，比如地 球演變的歷史上所積累的礦物能源（煤、石油、天然氣，因為它們是堆積在一起 的有機物經(jīng)地質(zhì)作用形成的） ，但總有一天礦物能源會消耗殆盡。能源危機威脅 著人類的發(fā)展

3、。 所以發(fā)展可再生能源， 尤其是利用植物光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成便于利用 的能源，引起了全球的廣泛關(guān)注。 人類利用生物能源， 實質(zhì)是將植物通過光合作 用固定的碳的能量釋放出來。 它的好處在于 : 一、中性的碳循環(huán)， 即無溫室效應(yīng)； 二、生物再生的能源有助于克服化石能源供應(yīng)的萎縮。 并且， 發(fā)展生物能源不僅 可以解決資源、 環(huán)境的問題， 還可以帶動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 實現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟效應(yīng) 的雙贏。中國是糧食大國，資源豐富多樣，但由于人口的眾多，同時也是資源匱乏 的國家，發(fā)展生物能源十分符合我國國情。對此農(nóng)業(yè)部成立了生物質(zhì)工程中心， 目的是加強農(nóng)業(yè)生物質(zhì)技術(shù)研究， 在生物能源的開發(fā)等方面取得突出進展， 并使 我

4、國在未來達到國際先進水平。 與此同時， 國內(nèi)的眾多科研院所也紛紛加入研發(fā)行列，試圖開拓出自己的道路。 巴西、 美國等利用玉米淀粉轉(zhuǎn)化成酒精已經(jīng)取得 很大成效。 但是就世界上大多數(shù)國家和地區(qū)而言， 不可以用有限的耕地去發(fā)展新 的能源產(chǎn)業(yè)。 所以利用荒地種植野生、 半野生的能源植物已是大家認同的發(fā)展方 向。另外，與某些國家采用把玉米、甘蔗轉(zhuǎn)化成乙醇，或是從油料作物中提取生 物柴油不同，我們國家把目光放在了更為高效的纖維素上。纖維素是植物的木質(zhì)部分， 是地球數(shù)量最大的植物積累的產(chǎn)物， 植物從太 陽獲取的絕大部分能量也都儲存于其中。 所以人類一旦掌握了釋放出存儲在纖維 素中能量的技術(shù)，能源危機便可迎刃

5、而解。在北京市科技俱樂部組織的活動中， 研究纖維素技術(shù)。 我了解到纖維素的降解和轉(zhuǎn)化是十分關(guān)鍵的步驟， 也是巨大的 難點。纖維素猶如植物堅硬的骨架， 因此它遠比淀粉類物質(zhì)難分解。 而突破口是 找到合適的能高效分解纖維素的酶。 在這方面生物又給了我們很好的啟示： 牛吃 的是充滿纖維素的草，卻能夠勝任拉車、耕田的重活。牛胃的反芻作用，其中微 生物產(chǎn)生的纖維素酶都是很值得我們?nèi)ツM的。 而從另一個角度， 我們還可以通 過提高植物體內(nèi)的纖維素含量，來提高轉(zhuǎn)化效率，降低成本。天然的甜高梁、柳 枝稷是目前已知的高纖維素含量植物， 而通過對它們進行轉(zhuǎn)基因處理， 我們能從 單位植株中獲得更多的纖維素。生物能源

6、的開發(fā)與生物技術(shù)、 基因工程密不可分。 其中包括促進光能產(chǎn)物 的積累，促進采收后纖維素的降解， 以及要使能源植物在缺水的環(huán)境中生長， 要 使這些植物耐受低溫、 增加一年中光能轉(zhuǎn)化的時間。 這些都是可以通過基因操作 技術(shù)來實現(xiàn)。學(xué)習(xí)這方面的高新技術(shù)知識這些工作正是我們這一代人即將要做的 事情。1、 生物技術(shù)在工業(yè)方面的應(yīng)用食品方面首先，生物技術(shù)被用來提高生產(chǎn)效率，從而提高食品產(chǎn)量。其次，生物技術(shù)可以提高食品質(zhì)量。例如，以淀粉為原料采用固定化 酶 （或含酶菌體 ）生產(chǎn)高果糖漿來代替蔗糖，這是食糖工業(yè)的一場革命。第三，生物技術(shù)還用于開拓食品種類。利用生物技術(shù)生產(chǎn)單細胞蛋白 為解決蛋白質(zhì)缺乏問題提供了

7、一條可行之路。目前，全世界單細胞蛋白的 產(chǎn)量已經(jīng)超過 3000 萬噸，質(zhì)量也有了重大突破，從主要用作飼料發(fā)展到走 上人們的餐桌。材料方面通過生物技術(shù)構(gòu)建新型生物材料，是現(xiàn)代新材料發(fā)展的重要途徑之一。首先，生物技術(shù)使一些廢棄的生物材料變廢為寶。例如，利用生物技 術(shù)可以從蝦、蟹等甲殼類動物的甲殼中獲取甲殼素。甲殼素是制造手術(shù)縫 合線的極好材料，它柔軟，可加速傷口愈合，還可被人體吸收而免于拆線。其次，生物技術(shù)為大規(guī)模生產(chǎn)一些稀缺生物材料提供了可能。例如， 蜘蛛絲是一種特殊的蛋白質(zhì)，其強度大，可塑性高，可用于生產(chǎn)防彈背心、 降落傘等用品。利用生物技術(shù)可以生產(chǎn)蛛絲蛋白，得到與蜘蛛絲媲美的纖 維。第三，利

8、用生物技術(shù)可開發(fā)出新的材料類型。例如，一些微生物能產(chǎn) 出可降解的生物塑料，避免了 “白色污染 ”。能源方面生物技術(shù)一方面能提高不可再生能源的開采率，另一方面能開發(fā)更多 可再生能源。首先，生物技術(shù)提高了石油開采的效率。其次，生物技術(shù)為新能源的利用開辟了道路。2、 生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)越來越多地運用于農(nóng)業(yè)中，使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟達到高產(chǎn)、高質(zhì)、 高效的目的。農(nóng)作物和花卉生產(chǎn)生物技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)作物和花卉生產(chǎn)的目標，主要是提高產(chǎn)量、改良品 質(zhì)和獲得抗逆植物。首先，生物技術(shù)既能提高作物產(chǎn)量，還能快速繁殖。其次，生物技術(shù)既能改良作物品質(zhì)，還能延緩植物的成熟，從而延長 了植物食品的保藏期。200 多第三

9、，生物技術(shù)在培育抗逆作物中發(fā)揮了重要作用。例如，用基因工 程方法培育出的抗蟲害作物，不需施用農(nóng)藥，既提高了種植的經(jīng)濟效益， 又保護了我們的環(huán)境。我國的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種， 1999 年已經(jīng)推廣 萬畝，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。畜禽生產(chǎn)利用生物技術(shù)以獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的畜禽產(chǎn)品和提高畜禽的抗病能力。首先，生物技術(shù)不僅能加快畜禽的繁殖和生長速度，而且能改良畜禽 的品質(zhì)，提供優(yōu)質(zhì)的肉、奶、蛋產(chǎn)品。其次，生物技術(shù)可以培育抗病的畜禽品種，減少飼養(yǎng)業(yè)的風(fēng)險。如利 用轉(zhuǎn)基因的方法，培育抗病動物，可以大大減少牲畜瘟疫的發(fā)生，保證牲 畜健康，也保證人類健康。農(nóng)業(yè)新領(lǐng)域基因工程不僅提高了農(nóng)牧產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。利用轉(zhuǎn)基因植物生

10、產(chǎn)疫苗是目前的一個研究熱點?？蒲腥藛T希望能用 食用植物表達疫苗，人們通過食用這些轉(zhuǎn)基因植物就能達到接種疫苗的目 的。目前已經(jīng)在轉(zhuǎn)基因煙草中表達出了乙型肝炎疫苗。利用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥用蛋白同樣是目前的研究熱點?？茖W(xué)家已經(jīng)培 育出多種轉(zhuǎn)基因動物，它們的乳腺能特異性地表達外源目的基因，因此從 它們產(chǎn)的奶中能獲得所需的蛋白質(zhì)藥物，由于這種轉(zhuǎn)基因牛或羊吃的是草， 擠出的奶中含有珍貴的藥用蛋白，生產(chǎn)成本低，可以獲得巨額的經(jīng)濟效益。我們作為新一代的青少年， 需要放眼看世界， 密切關(guān)注生態(tài)環(huán)境和資源問題。過去，我們曾開展節(jié)水宣傳、參與植樹造林，為美化環(huán)境做出貢獻。而現(xiàn)在 我們要身體力行，加入到開發(fā)、宣傳新能源

11、的行列中。比如，我們可以在實驗田 里學(xué)農(nóng)勞動， 負責原料作物的種植和養(yǎng)護； 有組織地進行野外考察， 研究各種作 物的成分及價值， 提供給有關(guān)部門。 或者科學(xué)合理地運用已有的知識， 為增強農(nóng) 作物的環(huán)境適應(yīng)性、 解決荒漠化問題積極獻言獻策。 我們還可以在學(xué)校內(nèi)做培養(yǎng) 微生物、植物的組織培養(yǎng)等實驗， 提高對生物工程技術(shù)的認識水平； 加入青少年 科技俱樂部，進入科研院所，與導(dǎo)師合作研究相關(guān)課題?；蛘呤窃趯W(xué)校、社區(qū)中 宣傳生物能源的使用前景。 總之， 有無數(shù)活動與創(chuàng)意等待我們?nèi)嵤?在這個過 程中，不但能豐富自己的文化知識， 還可以提高科學(xué)素養(yǎng)， 加強自身的鍛煉能力！ 其實，我們的力量并不微小， 只要我們報有一顆求學(xué)的心， 將熱情與智慧投入其 中，就會獲得