可再生生物燃料生产的障碍和机遇

2019-06-14 15:33:29
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瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员已经从廉价来源发现了可再生生物燃料生产的两个主要挑战。首先,降低开发微生物细胞工厂的成本,其次,建立更有效的方法将生物质水解成糖用于发酵。他们的研究最近发表在Nature Energy杂志上。

由Jens Nielsen教授,周永进教授和系统与合成生物学系的Eduard Kerkhoven进行的这项研究评估了使生物质衍生碳氢化合物成为化石燃料的真正替代品所需要克服的障碍。

“我们的研究对决策者和研究资助者特别感兴趣,因为它突出了最近的进展和生物燃料领域的潜力。它还确定了需要进行更多研究的地方。这有助于优先考虑应该资助哪些研究,” Eduard Kerkhoven。

从技术上讲,通过使用酵母和细菌等微生物作为小型细胞工厂,可以从可再生资源中生产生物燃料。然而,为了与化石衍生燃料竞争,该过程必须变得更加有效。但是,提高微生物细胞工厂的效率是一个昂贵且耗时的过程,因此加快细胞工厂的发展是主要的障碍之一。

Jens Nielsen教授和他的研究小组在酵母工程,酵母代谢计算机模型的开发和应用方面处于世界领先地位,并以其世界一流的人体新陈代谢研究和衰老过程研究而闻名。和疾病。他们的工作告诉酵母如何最好地设计制造新的化学品或生物燃料。在他们的文章“生物基碳氢化合物生产中的障碍和机遇”中,研究人员使用酵母代谢模型研究了各种生物燃料的生产。

“我们已计算出理论上的最大产量,并将其与实验室目前可实现的产量进行比较。改进过程仍有巨大潜力,”Eduard Kerkhoven说。

另一个主要障碍是从生物质(例如植物和树木)到细胞工厂使用的糖的有效转化。如果这种转化更有效,就有可能使用来自森林工业的废料或有意生长用于生物燃料的作物来生产完全可再生的生物燃料。Eduard Kerkhoven指出生物燃料对未来的重要性。

“未来,虽然乘用车主要是电动车,但生物燃料对于重型运输方式(如喷气式飞机和卡车)至关重要。国际能源署预计,到2050年,全球27%的运输燃料将成为生物燃料。 Preem和道达尔等大型石油公司也预测可再生生物燃料将在未来发挥重要作用。在他们的“天空情景”中,壳牌预计到年底,生物燃料将占全球终端能源使用量的10%。这个世纪。这也符合我们的研究,“他总结道。

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