也許有一天你下班走到停車場,突然發(fā)現(xiàn)汽車沒油了,,你立刻回到辦公室抱起一堆廢紙,,加入汽車油箱里,順利地開車回家,,趕上了與孩子們共進(jìn)晚餐,。
這當(dāng)然是一種理想境界。但是與廢紙同樣富含生物纖維素的農(nóng)作物秸稈,,正在成為科學(xué)家們制造生物燃料的新原料,。
尋找可替代石油的燃料
事實上,,在生物技術(shù)領(lǐng)域,生物燃料并不是一個新詞匯,。
早在1860年,,德國人奧托就發(fā)明了可利用乙醇做汽車燃料的奧托內(nèi)燃機(jī)。與此類似,,20世紀(jì)初期,,德國工程師狄賽爾發(fā)明了可利用花生油做燃料的柴油內(nèi)燃機(jī)。
然而,,隨著20世紀(jì)30年代起對原油的大規(guī)模開發(fā),,生物燃料的使用驟然下降。上世紀(jì)末,,生物燃料在石油出現(xiàn)相對短缺的時期才又再次“露面”,。
上世紀(jì)70年代末發(fā)生石油危機(jī)時,人們開始用玉米,、大豆,、甘蔗等高淀粉和高糖含量的食物生產(chǎn)生物乙醇。生物乙醇是指通過微生物的發(fā)酵將各種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料酒精,??梢詥为毣蚺c汽油混配制成乙醇汽油作為汽車燃料。
在初中學(xué)習(xí)生物課時,,我們得知,,細(xì)細(xì)咀嚼米飯會覺得有甜味,那是因為在口腔分泌的唾液淀粉酶作用下,,米飯中的淀粉轉(zhuǎn)化成了帶有甜味的麥芽糖,。
生物燃料工業(yè),應(yīng)用的正是這種原理,。人們利用工業(yè)化的酶制劑,,高效率地將玉米、大豆等所含的淀粉轉(zhuǎn)化為糖(主要是葡萄糖),。
而從糖到酒精(即乙醇)的過程,,其應(yīng)用原理則與千百年來人們的釀酒原理并無二致――通過利用酵母發(fā)酵等,將糖分解成為酒精和水,。燃料乙醇工業(yè)只不過比釀酒工業(yè)多了一個蒸餾脫水的過程,。
能源緊缺的問題日益突出,隨著玉米乙醇,、糧食乙醇等燃料的研發(fā)成功和推廣,,以生物乙醇成為代表的生物燃料因其既便宜又干凈,在替代石油燃料方面也比較簡便易行,被認(rèn)為是應(yīng)對能源,、環(huán)境雙重危機(jī)的有效方法,,頗受青睞。
不過,,這種被業(yè)界稱為“第一代生物燃料”的技術(shù)自誕生以來,,就因與人爭糧爭地而飽受爭議,科研人員開始著手研究如何從廢紙,、秸稈等大量廢棄材料上獲取“第二代生物燃料”,。
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與使用糖類和淀粉類原料生產(chǎn)的第一代生物燃料相比,第二代生物燃料不“與人爭糧”的巨大優(yōu)勢吸引了越來越多的目光,。通過纖維素乙醇特別是利用農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)業(yè)化研究已經(jīng)成為全國生物技術(shù)和可再生能源研究的焦點之一,。
但有一個難題一直困擾著科研人員。