后化石經(jīng)濟(jì)時代工業(yè)生物技術(shù)發(fā)展的若干思考-化工進(jìn)展-wenkub
2023-04-19 23:17:14 本頁面
【正文】 億 美 元 之 巨 ?；痦椖? 國家重大基礎(chǔ)研究項目()，國家自然科學(xué)基金重點項目(，)，江蘇省高校自然科學(xué)研究計劃一般項目()共同資助。E–mail 。在后化石經(jīng)濟(jì)時代，人類必須改變目前依賴于化石的高消耗、高污染的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，尋求化石資源的替代，建立低消耗、附加值高的可持續(xù)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，已經(jīng)成為全球社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略方向。利用生物技術(shù)，利用地球生態(tài)中以的可再生資源 ——生物質(zhì)為原料，大規(guī)模生產(chǎn)人類所需要的能源、材料、化學(xué)品和醫(yī)藥等，將是人類新文明的物質(zhì)基礎(chǔ)。以其作為自身的物質(zhì)基礎(chǔ)，將可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)融入地球大體系的物質(zhì)循環(huán)之中，融入到擴(kuò)大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生物量之中，實現(xiàn)在太陽能驅(qū)動下的工業(yè)與農(nóng)業(yè)，將構(gòu)成人類文明的一種新形式 ——生物經(jīng)濟(jì)，這是新文明的基礎(chǔ)。工業(yè)生物技術(shù)是生物煉制的核心技術(shù)，是人類生物技術(shù)發(fā)展史上繼醫(yī)藥生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)之后的第三次浪潮，其發(fā)展將解決人類社會目前面臨的資源、能源與環(huán)境等諸多重要問題。工業(yè)生物技術(shù)主要有以下三大特點三。這是人類文明發(fā)展的歷史回歸。(3) 工業(yè)加工方式的一場重大革命。工業(yè)生物技術(shù)的應(yīng)用將形成兩類重要的產(chǎn)品工程：一類是利用生物能源技術(shù)生產(chǎn)生物能源的產(chǎn)品工程；另一類是利用生物煉制技術(shù)生產(chǎn)大宗化學(xué)品與生物材料的產(chǎn)品工程。1121 / 6氫氣不僅是最清潔的能源，同時可利用氫氣進(jìn)行重油與煤加氫制得油品，而且其在燃料電池上也具有重要用途。與電解水、光電子轉(zhuǎn)化制氫等技術(shù)相比，生物質(zhì)氣化制氫是生產(chǎn)可再生氫氣最快、最經(jīng)濟(jì)的方法。燃料乙醇是目前應(yīng)用最廣泛的、比較理想的替代汽油的生物燃料，已在一些國家和地區(qū)得到廣泛使用。生物柴油是脂肪酸與低碳醇在催化劑的存在下，發(fā)生酯化反應(yīng)，形成脂肪酸甲酯或乙酯，可代替柴油燃燒。立足于本國原料大規(guī)模生產(chǎn)替代液體燃料 —— 生物柴油，對增強我國石油安全具有重要的戰(zhàn)略意義。生物柴油的眾多生產(chǎn)方法中一個值得關(guān)注的問題是如何利用以低值廢棄植物油腳為原料，通過甲醇酯化生物煉制生產(chǎn)生物柴油工藝同時聯(lián)產(chǎn)高附加值植物甾醇、單體酸、二聚酸及異硬脂酸等油脂化工產(chǎn)品。 許 多 國家 已 把 沼 氣 開 發(fā) 列 入 國 家 能 源 戰(zhàn) 略 。 近 年 來 沼 氣 生 產(chǎn) 和 污 水 處 理 耦 合 的 研 究 成 為新 的 研 究 熱 點 。 這 樣 不 僅 有 效 地 治 理 了 污水 ， 同 時 又 合 理 地 利 用 了 水 葫 蘆 和 動 物 排 泄 物（ 人 糞 尿 ） 等 ， 使 之 變 廢 為 寶 ， 一 舉 兩 得 。建立生物質(zhì)氣化與拋物面槽式太陽熱聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，在太陽能充足時，以太陽能發(fā)電為主，生物質(zhì)氣化發(fā)電為輔；在太陽能不充足時，以生物質(zhì)氣化發(fā)電為主。 隨 著 經(jīng) 濟(jì) 的 發(fā) 展 ，全 球 化 學(xué) 品 與 材 料 市 場 需 求 日 益 增 加 ， 而 石 油 在耗 盡 ， 因 此 生 物 質(zhì) 化 工 具 有 非 常 巨 大 且 快 速 發(fā) 展的 生 長 空 間 。由于石油資源有限，發(fā)展利用生物質(zhì)替代石油生產(chǎn)乙烯的方法勢在必行。有關(guān)生物法乙烯制備的重要研究方向：耐高濃度的高產(chǎn)乙醇菌種的選育技術(shù)，微生物乙醇代謝工程技術(shù) ， 低 成 本 的 乙 醇 發(fā) 酵 工 藝 ， 新 型 高 效乙 醇 脫 水 催 化 劑 的 設(shè) 計 與 制 備 ， 一 鍋 法 生 物 乙 烯制 備 工 藝 等 。丙烯酸及其衍生物、聚合物在油田化學(xué)品、涂料、黏合劑、紡織等行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用，是重要的大宗化學(xué)品，國內(nèi)需求量達(dá) 500 kt/a。乳酸制備聚乳酸收率達(dá) 70％，由 t 淀粉制備 1 t 聚乳酸已成為可能。開發(fā)生物合成丁二酸的方法具有非常重要的意義，其生產(chǎn)成本將大大降低，從而打開大宗化學(xué)品的市場，市場總量將由目前的 18 kt 擴(kuò)展至 4 000 kt，每年 將 在 世 界 范 圍 內(nèi) 節(jié) 約 1016 J 左右 的 能 量 [10]。利用丁二醇更可進(jìn)一步制備生物可降解塑料——聚丁二酸丁二醇酯。 目 前 已 成 功 實 現(xiàn) 商 業(yè) 化 的 有Cargill Dow 公 司 的 聚 乳 酸 工 廠 和 DuPont公 司 由1,3–丙 二 醇 生 產(chǎn) PTT 的 工 廠 的 生 產(chǎn) 技 術(shù) 。 聚 羥 基 烷 酸 、 聚 谷 氨 酸 等 生 物 材料 也 是 目 前 被 廣 泛 關(guān) 注 的 研 究 熱 點 。中國十分重視工業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展，國家中長期科學(xué)與技術(shù)規(guī)劃、973 計劃和 863 計劃都將工業(yè)生物技術(shù)列為重點專題，工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較快。中國的人均資源，尤其是人均化石資源很低，而且中國面臨著嚴(yán)重的空氣污染與水環(huán)境的危機。創(chuàng)新是當(dāng)代科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本前提。高校要與強勢企業(yè)相結(jié)合，注重技術(shù)成熟與社會效益，優(yōu)勢企業(yè)密切關(guān)注科技發(fā)展前沿動態(tài)，形成自己的優(yōu)勢技術(shù)。參 考 文 獻(xiàn)[1] Royal Belgian Academy Council of Applied Science. Industrial Biotechnology and Sustainable Chemistry. BACASreport， January， 2022.[2] : //[3] : //[4] Organization for Economic Cooperation and Development. Biotechnology for Clean Industrial Products and Processes： Towards Industrial
化學(xué)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1