生物工程在新能源的应用

黄端

摘 要：在当今世界上，不论是发达的美英法日，还是落后的非洲和东南亚，都面临着一个不可避免的危机——能源危机。随着工业的飞速发展和世界人口的急剧膨胀，各种资源都在急剧的消耗，面对如此之大的压力，世界各国的能源储备都已经处在了告罄的危机边缘。所以，当前世界各国的顶尖科学家几乎都在治理研究一个共同的新课题——新型能源。接下来，我们也将结合目前我国的实际情况，谈一谈生物工程，在我们国家的新型能源研究领域的具体应用。

关键词：生物工程；新能源开发；人口问题；供应

截止到目前位置，我国的人口已经逼近14亿，位居世界第一。面对如此之巨大的人口基数，每天的能源消耗量是惊人的。作为一个工业大国，不论是重工业还是轻工业对于能源的需求量都是巨大的。面对如此之巨大的能源需求压力，党和国家的相关部门着实伤透了脑筋。为了更好的解决能源危机，我国不断求索创新。通过改变现有能源结构，已经缓解了相当一部分压力，但是本质上的能源缺陷依然存在。

一、我国目前的能源现状

近些年来，中国在能源开发方面进入了“轻开发重保护”的全新阶段，除了取缔大量的非法的私营煤矿、油田，尽量减少能源开发过程中的浪费。同时通过车辆限行、限购、等方式降低能源消耗。当然，这些做法只是“节流”，面临即将到来的能源危机，我们不但需要“节流”，更需要“开源”。作为一个资源消耗巨大的国家，我国在新能源研究领域里投入了大量的人力和物力，并且已经取得了不小的成绩。从早年的风力发电，到三峡水利工程，再到上世纪末的秦山和大亚湾两座核电站的落成投产，还有太阳能和潮汐能研究有了新的突破，中国在能源领域一连串漂亮的组合拳让全世界都为之喝彩，尽管这样，能源缺口带来的巨大阴影仍然笼罩在我们的头上。

所以，中国在于新能源开发的领域上，仍然是尽心竭力的进行着研究和公关，希望能有更多更好更优质污染性更小的能源进入我们的生活。随着近年来沼气等生物能源在农村地区的大规模应用，生物能给能源结构带来的改变点亮了科学家们的思维，于是加快脚步对生物能进行科研攻关。如今，生物能源已经在中国的能源体系中占据了一席之地，同时也引起了越来越多人的兴趣，被投入到了一些新的领域中。

二、生物能源

生物能源，又被称为生物质能，是太阳能以化学形式贮存在生物体中的独特形式的能源。过去通过木柴燃烧取暖生火，就是最直接的生物能源释放，只不过效率很低，存在着极其严重的浪费，如今，正是通过生物工程的研究和开发，生物质能得到了更加广泛和高效的利用。

三、生物工程在新能源开发中的地位

随着工业的发展和人们的日常生活，煤炭、石油、天然气等资源处在急剧的消耗中。因为这些能源的不可再生性和独有的化学属性，我们在面临能源消耗过程中带来的能源危机的同时，还需要解决因为这些能源的消耗带来的环境污染等严重后果。虽然核能可以为我们提供强大的能源支持，但是核能所带来的安全隐患是不可忽视的，切尔诺贝利的悲剧已经说明了问题。所以，为了得到更稳定更清洁的新能源，我科学家们一直在探索，而通过生物工程研究所得到的生物能源，为科学家们的研究带来了转机。

经过科学家们研究，从构成植物的纤维素中，我们可以得到类似于汽油的高能燃料——乙醇。但是在实验过程中我们发现，乙醇虽然有很多优势，但是存在的问题也给科研人员带来了困扰。其中最突出的一点就是，乙醇的适用范围狭窄，无法应用到航空燃料和柴油机燃料中，这样对能源的供给几乎起不到什么影响。随着石油等资源消耗加剧，能源储备越来越少，尽快研制出一种能代替石油产品燃料的新型能源要求越来越紧迫。这就为我们的生物工程提供了广阔的研究空间和课题。

四、当前生物工程中的新能源

1.最清洁的能源——氢能

氢气，化学式H2，是当今世界上最清洁的能源，它密度小，可压缩性强，释放能源稳定，燃烧产生物无任何污染，是人类最理想的能源。传统方法中，人们通过电离等方式从水中提取氢气。但是这样操作只能适用于小规模生产，而且生产成本巨大，无法满足日常的生产生活需要。

但是，通过生物工程的研究，目前已经有一种新的方式来大量制造氢气。通过利用秸秆和相关的真菌，通过一系列的生化反应，大量的制取氢气。通过这种方式，不但不会造成原料的浪费，更避免了传统工艺上为制取氢气造成污染。截止到目前位置，生物制氢所需要的生物原料仅仅是微型绿藻、细菌、光合菌等。这些微生物的培养和取得对于专业人员来说，并不困難，而且成本不高。目前，理论上最理想的制氢途径，是用光合细菌利用光合作用将太阳能转化成氢能，但是由于技术难度比较大，所以一直处在研究状态。

2.废物利用——二氧化碳转化

众所周知，二氧化碳，是一种废气，是生物新陈代谢产生的一种常见的气体。传统意义上，二氧化碳的用途除了制造干冰和给植物提供光合作用的原料之外，只剩下了造灭火器。如今，通过生物工程的研发与加工，二氧化碳能重新变废为宝。

通过利用藻类植物，比如真核或者原核的单细胞藻类，利用光合作用将二氧化碳进行大量的储存，形成一个藻类植物能量源，在通过生物工程的生化加工，将这种能源转化成能供我们直接使用的能源。

3.高效的汽油代替品——乙醇

在东北平原，每年都会生产大量的玉米和高粱。而这些农作物产生的废料，除了喂家畜，大部分都被当成木柴烧成了灰烬。这是一种极大的浪费。通过生物工程的微生物加工，利用生化反应将这些废料加工成乙醇，不仅可以满足生活需要，也为农民带来了新的收益。

综上所述，生物能源的发展前景广阔巨大，解决能源危机的重要途径。所以，生物工程在新能源领域的应用价值是不可估量的！

参考文献：

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