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利用海藻生产生物乙醇的优势

时间:2022-02-15 百科知识 版权反馈
【摘要】:利用海藻生产生物乙醇可以避免能源与粮食作物争夺生产资料。近年来,日本在海藻生物质能研究领域中的发展十分迅速,对马尾藻和海带的生物质能技术开展了一系列研究。东京海洋大学的研究小组称,以海藻(孔石莼)为原料使用发酵方法生产乙醇时,乙醇的单位产量分别为干燥海白菜重量的10%。日本东京水产振兴会估算,利用日本现有条件,每年可以养殖1.5亿吨海藻,生产出400万吨生物乙醇,其原料价格要低于田间作物。
利用海藻生产生物乙醇的优势_海洋微生物工程

(1)相比于农作物具有更高的生产效率,藻类的生长速度十分惊人,是其他植物生长的40倍到50倍,养殖每公顷藻类新炼出的生物能源比同面积的农产品多几十倍甚至上百倍。

(2)利用海藻生产生物乙醇可以避免能源与粮食作物争夺生产资料。

(3)海藻具有很强的温室气体吸收的潜能,如利用海藻每生产1000万加仑乙醇的同时,可以吸收150万吨的CO2,是一种真正意义上的清洁能源。

(4)海藻中的木质素含量极低,在海藻的降解过程中可以省去对木质素的去除,避免了木质素降解产物对后续发酵的抑制作用。而传统的农作物秸秆的主要成分是纤维素、半纤维素、木质素以及其他的一些有机物质,其中纤维素含量为31%~40%、半纤维素含量更是多达35%~48%、木质素含量为11%~25%。木质素与半纤维素以共价键形式结合,将纤维素分子包埋在其中,形成一种天然屏障,使酶不易与纤维素分子接触,而木质素的非水溶性、化学结构的复杂性,导致了秸秆的难降解性。与之相比,海藻藻体柔软、机械强度低,容易被破碎和降解,从而能够降低生物乙醇等的转化成本。

(5)另外,开发海藻资源,还有利于保护生物环境,防止赤潮、绿潮等自然灾害;大型海藻的栽培可以有效地吸收海洋中的富营养化元素,预防海洋灾害。

近年来,日本在海藻生物质能研究领域中的发展十分迅速,对马尾藻海带的生物质能技术开展了一系列研究。2007年,日本启动了大型海藻的生物质能源计划OSP项目,利用马尾藻大规模生产汽车用乙醇。该项目计划在日本海沿岸水深400m的海域建立栽培场,预计到2020年,栽培面积将达1万km2,一年将可收获6500吨的干藻,生产约200万升的燃料乙醇,可以替代现有日本汽车燃油消耗量的1/3。东京海洋大学的研究小组称,以海藻(孔石莼)为原料使用发酵方法生产乙醇时,乙醇的单位产量分别为干燥海白菜重量的10%。日本东京水产振兴会估算,利用日本现有条件,每年可以养殖1.5亿吨海藻,生产出400万吨生物乙醇,其原料价格要低于田间作物。挪威科学家Sevin Jarle Horn对利用挪威资源量较大的两种褐藻Laminaria hyperborea和Ascophyllum nodosum开发生物质能进行了较为系统的研究,两种褐藻都能产生一定量乙醇。国内葛蕾蕾等对褐藻胶生产过程中产生的废弃物 — 漂浮渣的分步糖化发酵工艺进行了研究,原料经过121℃、0.1%稀硫酸(W/V)、反应1h预处理后,在纤维素酶和纤维二糖酶的协同作用下,能够取得最大的葡萄糖得率:277.5mg/g原料。

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