上海交通大学 生物技 术与人 类论文 ww AAO TONG 院（系) 外国语学院 专业 英语 姓名 刘铭铭 学号5111419016
生物技 术与人 类论文 院 （ 系 ） 外 国 语 学 院 专 业 英 语 姓名 刘铭铭 学号 5111419016
生物技术在开发新能源中的利用现状与前景 摘要随着中国经济的发展，我国高化石能源消耗问题也越来越突出。传统化石能源短缺和 化石能源造成的环境污染已成为亟待解决的问题。本文介绍了世界上生物能源开发利用的现 状，探讨中国生物技术开发新能源的前景。 关键词生物能源化石燃料环境保护 Abstract:With the development of Chinese economy,high fossil energy consumption are becoming more and more serious.The storage of traditional fossil energy is a severe problem that remains unsolved.This paper mainly discusses the present situation in the world and the development of biological energy in China. Key words:biological energy,fossil fuel,environmental protection 1开发利用生物能源的必要性与现状 能源是世界物质资料生产的原动力，是人类赖以生存和发展的必要条件，对每个国家的 经济发展至关重大。随着我国经济的飞速增长，生产力迅猛发展，人们对能源的需求也越来 越大。以煤、石油和天然气为主要原料的化石资源对我们人类做出了巨大贡献，至今仍属于 各国主要的能源、虽然化石能源在地球上储备量大，但不属于可再生能源，加上能源消耗越 来越多，所以供需率差距越来越明显。专家预测，未来5年我国原油年增长率平均为2.4%，而 年均消费量增长率为4%。四因此，发展生物能源等替代石油能源，解决日益严重的能源危机 己成为关系国家能源安全的重要命题。 人类因长期使用化石能源而污染了环境。化石能源的消耗不但引起局部地区的烟尘、灰 霾、酸雨、光化学雾和连带的重金属铅的污染，也造成了全球的气候变暖，对自然灾害、水 资源、农业生产、生物种类、疾病发生、海平面变化均产生了影响。针对化石能源的消耗采 取措施也刻不容缓。利用生物技术开发新能源是解决这一问题的重要手段。 1.1化石能源的环境影响 化石能源的特性之一是其使用的不可再生性和可耗竭性。化石能源不可回收的特点决定 了它的资源耗竭速度必然快于其他资源。由于化石能源在使用后大多转化成对环境有害的废 弃物，故对环境形成了巨大的压力。全球气候变暖是化石能源消耗的重要影响之一。 大气受化石能源燃烧产物的污染程度取决于燃料的质量及燃料燃烧设备的特性。其主要 污染物是完全燃烧产物（硫化物、氨氧化物）和不完全燃烧产物（主要是碳氧化物、碳黑、碳 氢化物)。四在高温燃烧中起主要作用的是由空气中的氮所形成的氮氧化物。煤炭是化石 燃料中对环境造成威胁较大的能源之一。在煤炭的每个环节都存在着严重的环境问题。在生
生物技术在开发新能源中的利用现状与前景 摘要 随着中国经济的发展, 我国高化石能源消耗问题也越来越突出。传统化石能源短缺和 化石能源造成的环境污染已成为亟待解决的问题。本文介绍了世界上生物能源开发利用的现 状，探讨中国生物技术开发新能源的前景。 关键词 生物能源 化石燃料 环境保护 Abstract: With the development of Chinese economy , high fossil energy consumption are becoming more and more serious. The storage of traditional fossil energy is a severe problem that remains unsolved. This paper mainly discusses the present situation in the world and the development of biological energy in China. Key words: biological energy, fossil fuel, environmental protection 1 开发利用生物能源的必要性与现状 能源是世界物质资料生产的原动力, 是人类赖以生存和发展的必要条件, 对每个国家的 经济发展至关重大。随着我国经济的飞速增长, 生产力迅猛发展, 人们对能源的需求也越来 越大。以煤、石油和天然气为主要原料的化石资源对我们人类做出了巨大贡献, 至今仍属于 各国主要的能源、虽然化石能源在地球上储备量大, 但不属于可再生能源, 加上能源消耗越 来越多, 所以供需率差距越来越明显。专家预测, 未来5年我国原油年增长率平均为2.4% , 而 年均消费量增长率为4%。［1］因此, 发展生物能源等替代石油能源, 解决日益严重的能源危机 已成为关系国家能源安全的重要命题。 人类因长期使用化石能源而污染了环境。化石能源的消耗不但引起局部地区的烟尘、灰 霾、酸雨、光化学雾和连带的重金属铅的污染，也造成了全球的气候变暖，对自然灾害、水 资源、农业生产、生物种类、疾病发生、海平面变化均产生了影响。针对化石能源的消耗采 取措施也刻不容缓。利用生物技术开发新能源是解决这一问题的重要手段。 1.1 化石能源的环境影响 化石能源的特性之一是其使用的不可再生性和可耗竭性。化石能源不可回收的特点决定 了它的资源耗竭速度必然快于其他资源。由于化石能源在使用后大多转化成对环境有害的废 弃物,故对环境形成了巨大的压力。全球气候变暖是化石能源消耗的重要影响之一。 大气受化石能源燃烧产物的污染程度取决于燃料的质量及燃料燃烧设备的特性。其主要 污染物是完全燃烧产物(硫化物、氮氧化物) 和不完全燃烧产物(主要是碳氧化物、碳黑、碳 氢化物) 。［2］在高温燃烧中起主要作用的是由空气中的氮所形成的氮氧化物。煤炭是化石 燃料中对环境造成威胁较大的能源之一。在煤炭的每个环节都存在着严重的环境问题。在生
产过程中，地下矿井可引起放酸、塌陷等。露天煤矿需要认真修整，否则将使土地无法复耕。 燃煤过程会向大气中散发二氧化硫、氧化氮、痕量元素（如砷、镉、汞、铅、氟、铍等）和 二氧化碳；向水中排热和排毒以及煤渣处理问题等等。[) 旦污染物质排入大气，其污染程度和范围受大气中风和湍流、大气稳定度、降水强度 等的影响，还影响全球气候。其中最引人关注的是全球气温变暖和臭氧层破坏。 首先，由于化石能源消费数量的不断增长，向大气中排放燃料的燃烧产物而使地球的热平 衡发生变化，尤其是化石燃料燃烧过程中排放的二氧化碳的不断增加而引起的“温室效应”， 己使地球表面的温度在不断升高，海平面在上升，冰川在消融，极地在缩小，主要农区在转 移。煤炭直接燃烧所排放的CO2,是最主要的人为的温室气体，这种人为的CO2排放量的3引 4是由化石燃料生产和使用造成的。人们将长期关注全球CO2的排放量及其对温室效应的影 响，目前较一致的看法是，温室气体增加一倍，将使地表平均气温上升1.5°C24.5°C,热带 气温增加较少，而高纬地区增温较多。这种气候变化足以明显地改变世界上大部分地区的 降雨格局和气温模式，对农业和林业产生重要影响。 1.2目前利用生物技术发展新能源的现状 进入21世纪以来，生物能源开发己成世界潮流，初步形成欧盟、美洲以及以中国、印度为 代表的发展中国家等三大区域类型]。欧盟主要以生物柴油和生物乙醇的开发利用为主，所 用的原料为己深度精制的双低菜籽油、大豆油等精制原料，开发方向正由以能源作物为原料 的第一代技术转向以植物炼制为特色的第二代技术。 目前，美国主要是利用大豆油生产生物柴油，利用玉米生产生物乙醇。利用现代生物技 术改造的“工程微藻”生产生物柴油和开发纤维素乙醇是目前正在研发的2个新方向：巴西 主要以甘蔗为原料生产乙醇。 在能源植物的开发方面，中国以甜高粱、木薯、黄连木、麻风树、传统含糖作物及作物 秸秆为主要研发对象，而印度以甘蔗渣、麻风树、甜高粱为主要对象。此外，亚洲的日本，非 洲的马里、塞内加尔等国也己着手开发生物能源。总之，尽管一些国家如拉美的委内瑞拉、 古巴等出于石油资源优势或政治因素，对生物能源开发持反对态度，但从总体而言，全球性 生物能源研发及利用的热潮已经形成。面对持续震荡的世界能源市场，发展生物燃料早已成 为世界各能源消费大国缓解“能源危机”的重要措施。 中国作为能源消费和进口大国，也十分重视生物能源的开发，早在20世纪50年代就在农 村推广沼气，并收到良好效果。21世纪初国家又决定发展燃料乙醇，先后在东北、华中和华
产过程中,地下矿井可引起放酸、塌陷等。露天煤矿需要认真修整, 否则将使土地无法复耕。 燃煤过程会向大气中散发二氧化硫、氧化氮、痕量元素(如砷、镉、汞、铅、氟、铍等) 和 二氧化碳;向水中排热和排毒以及煤渣处理问题等等。［3］ 一旦污染物质排入大气, 其污染程度和范围受大气中风和湍流、大气稳定度、降水强度 等的影响,还影响全球气候。其中最引人关注的是全球气温变暖和臭氧层破坏。 首先,由于化石能源消费数量的不断增长,向大气中排放燃料的燃烧产物而使地球的热平 衡发生变化, 尤其是化石燃料燃烧过程中排放的二氧化碳的不断增加而引起的“温室效应”, 已使地球表面的温度在不断升高, 海平面在上升, 冰川在消融, 极地在缩小, 主要农区在转 移。煤炭直接燃烧所排放的CO2 , 是最主要的人为的温室气体, 这种人为的CO2排放量的3/ 4是由化石燃料生产和使用造成的。人们将长期关注全球CO2 的排放量及其对温室效应的影 响, 目前较一致的看法是,温室气体增加一倍,将使地表平均气温上升1. 5°C24. 5°C , 热带 气温增加较少, 而高纬地区增温较多。［4］这种气候变化足以明显地改变世界上大部分地区的 降雨格局和气温模式, 对农业和林业产生重要影响。 1.2 目前利用生物技术发展新能源的现状 进入21世纪以来,生物能源开发已成世界潮流, 初步形成欧盟、美洲以及以中国、印度为 代表的发展中国家等三大区域类型[ 8 ] 。欧盟主要以生物柴油和生物乙醇的开发利用为主, 所 用的原料为已深度精制的双低菜籽油、大豆油等精制原料, 开发方向正由以能源作物为原料 的第一代技术转向以植物炼制为特色的第二代技术。 目前, 美国主要是利用大豆油生产生物柴油, 利用玉米生产生物乙醇。利用现代生物技 术改造的“工程微藻”生产生物柴油和开发纤维素乙醇是目前正在研发的2个新方向; 巴西 主要以甘蔗为原料生产乙醇。 在能源植物的开发方面, 中国以甜高粱、木薯、黄连木、麻风树、传统含糖作物及作物 秸秆为主要研发对象; 而印度以甘蔗渣、麻风树、甜高粱为主要对象。此外, 亚洲的日本, 非 洲的马里、塞内加尔等国也已着手开发生物能源。总之, 尽管一些国家如拉美的委内瑞拉、 古巴等出于石油资源优势或政治因素, 对生物能源开发持反对态度, 但从总体而言, 全球性 生物能源研发及利用的热潮已经形成。面对持续震荡的世界能源市场, 发展生物燃料早已成 为世界各能源消费大国缓解“能源危机”的重要措施。 中国作为能源消费和进口大国, 也十分重视生物能源的开发, 早在20世纪50年代就在农 村推广沼气, 并收到良好效果。21 世纪初国家又决定发展燃料乙醇,先后在东北、华中和华
东建立了大规模的燃料乙醇生产企业，并制定了相关标准，目前己有部分省市的汽车在使用 乙醇汽油。我国还投入了相当的力量组织生物能源的研究与攻关，在产能微生物研究、生物 转化研究、过程与设备研究等方面都取得了可喜成果。我国分别在吉林、黑龙江、安徽、河 南和广西5个省区建立了燃料乙醇生产基地，总计具有122万吨的生产能力。 2生物能源开发的问题与前景 由于生物质能源所具有的环保、可再生等特点，同时又能推动农业产业链的发展，在目 前国际原油市场回落无望的情况下，生物质能源再度加温，己被认为是解决全球能源危机的 最理想途径之一。 目前，欧美及世界多数地区都在寻求生物能源发展之道。我国2004年开始在部分地区 试点使用乙醇汽油之后，生物质能源发展方面也取得了较大的进展。以玉米、小麦等生产乙 醇，用豆油、棉油等生产生物柴油各地纷纷兴起。但“粮食能源化”是否会影响粮食安全？ 随着生物能源的开发利用，到2007年，我国粮食价格上涨，以粮食为主的生物能源的开 发再度引起不安。程序认为，粮食紧缺是我国一直存在的问题，用粮食生产乙醇不符合我国 国情。王建生则认为，技术开发是解决生物能源的原料供应的关键，生物能源不会影响粮食 生产或改变士土地用途。此时，“与粮争地”、“与人争粮”、“人车争粮”等字眼出现在生物能 源研究中。 针对上述粮食生物能源及非粮生物能源开发利用及存在的问题，加上我国人均资源少、 粮食问题突出等实际国情的存在，所以我国今后必须发展符合我国国情的可持续发展的新 型生物能源。 目前，许多国家正在通过不同的方式宣传生物燃料的好处。宣传燃料细胞和“氢气经济 体”：宣传着未来的经济是建立在污水、农业和城市垃圾和沼气反应堆上：宣传着未来的能 源作物农场。化石资源最终耗尽，新型的绿色环保生物能源即将兴起，发展生物能源无可争 议。当务之急是要调整战略，明确重点，重点扶持核心技术及产业化发展的技术，逐步实现可 持续发展的新型生物能源。 ]丹·麦奎尔，斯·温德尔（著）祝建华，武伟（译）.大众传播模式论M]上海译文出版 社，1987 )]中国环境与发展国际合作委员会等编，第二届中国环境与发展国际合作委员会第一次会 议文件汇编，中国环境科学出版社，1998.8 )伊恩·林赛，21世纪世界能源前景，国际石油经济 刘宝章，大气环境与经济发展，可持续发展之路，北京大学出版社，1995.2 a王建生，高油价促使生物燃料异军突起[J].中国化工报，2005，（⑧）：161
东建立了大规模的燃料乙醇生产企业, 并制定了相关标准, 目前已有部分省市的汽车在使用 乙醇汽油。我国还投入了相当的力量组织生物能源的研究与攻关, 在产能微生物研究、生物 转化研究、过程与设备研究等方面都取得了可喜成果。我国分别在吉林、黑龙江、安徽、河 南和广西5个省区建立了燃料乙醇生产基地, 总计具有122万吨的生产能力。 2 生物能源开发的问题与前景 由于生物质能源所具有的环保、可再生等特点，同时又能推动农业产业链的发展，在目 前国际原油市场回落无望的情况下，生物质能源再度加温，已被认为是解决全球能源危机的 最理想途径之一。 目前，欧美及世界多数地区都在寻求生物能源发展之道。我国 2004 年开始在部分地区 试点使用乙醇汽油之后，生物质能源发展方面也取得了较大的进展。以玉米、小麦等生产乙 醇，用豆油、棉油等生产生物柴油各地纷纷兴起。但“粮食能源化”是否会影响粮食安全？ 随着生物能源的开发利用, 到2007 年, 我国粮食价格上涨, 以粮食为主的生物能源的开 发再度引起不安。程序[ 6]认为, 粮食紧缺是我国一直存在的问题,用粮食生产乙醇不符合我国 国情。王建生[ 7]则认为,技术开发是解决生物能源的原料供应的关键, 生物能源不会影响粮食 生产或改变土地用途。此时, “与粮争地”、“与人争粮”、“人车争粮”等字眼出现在生物能 源研究中。 针对上述粮食生物能源及非粮生物能源开发利用及存在的问题, 加上我国人均资源少、 粮食问题突出等实际国情的存在, 所以我国今后必须发展符合我国国情的可持续发展的新 型生物能源。 目前，许多国家正在通过不同的方式宣传生物燃料的好处。宣传燃料细胞和“氢气经济 体”；宣传着未来的经济是建立在污水、农业和城市垃圾和沼气反应堆上；宣传着未来的能 源作物农场。化石资源最终耗尽, 新型的绿色环保生物能源即将兴起, 发展生物能源无可争 议。当务之急是要调整战略, 明确重点, 重点扶持核心技术及产业化发展的技术, 逐步实现可 持续发展的新型生物能源。 ［1］ 丹·麦奎尔, 斯·温德尔(著) 祝建华, 武伟(译). 大众传播模式论[M ]上海译文出版 社,1987 ［2］ 中国环境与发展国际合作委员会等编,第二届中国环境与发展国际合作委员会第一次会 议文件汇编,中国环境科学出版社,1998. 8 ［3］ 伊恩·林赛,21 世纪世界能源前景,国际石油经济 ［4］ 刘宝章,大气环境与经济发展,可持续发展之路,北京大学出版社,1995. 2 ［6］ 王建生，高油价促使生物燃料异军突起[ J ]. 中国化工报, 2005, (8) : 161
四上官新亨，虚拟经营：一种新型的企业经营方式[J].企业经济，1999，（⑤）：9-101
［7］ 上官新亨，虚拟经营: 一种新型的企业经营方式[ J ].企业经济, 1999, (5) : 9 - 101