第八章_微生物与能源.ppt

微生物与能源 name:洪雪萌 Class:生物科学2班 解决能源危机的有效途径 节能和提高能量利用效率。 开发和使用新技术。 使用更多的‘可再生’能源。 提高使用清洁能源。 改变能源转换途径。 中国生物能源的开发利用 50年代推广沼气。 本世纪初发展燃料乙醇。 2005年，《中华人民共和国可再生能源法》通过。 2006年至今，投入生物质能源产业开发。 速度慢，规模小；成本高！ 1.生物柴油 2.生物乙醇 3.生物沼气 4.生物制氢 麻疯树(Jatropha curcas) 美国生物燃料加油站价格牌 生物柴油技术 生物柴油研究和利用现状 生物乙醇 燃料乙醇是目前世界上生产规模最大的生物能源。以一定的比例掺入汽油可作为汽车的燃料，不但能替代部分汽油，而且排放的尾气更清洁。 我国的燃料乙醇生产已形成规模，主要是以玉米为原料，同时正在积极开发甜高粱、薯类、秸秆等其他原料生产乙醇，目前产量居世界第三。 乙醇产生菌的作用机理是酒精发酵作用，即把葡萄糖酵解生成乙醇。微生物酵解葡萄糖的途径是EMP，HMP和ED途径。 生物沼气 沼气是微生物发酵秸秆、禽畜粪等有机物产生的混合气体，主要成分是可燃的甲烷。生产沼气的设备简单，方法简易，适合在农村推广使用。我国已有许多地方的农村和畜牧场使用了沼气。 沼气的推广使用节约了资源，保护了环境，也提高了农民的生活质量。目前，沼气的规模化生产需要解决的是设备及提高甲烷含量等技术问题。 生物沼气产生菌的作用机理 主要是沼气发酵过程。该过程的第一阶段是复杂有机物如纤维素、蛋白质、脂肪等在微生物作用下降解至其基本结构单位物质的液化阶段，具体的代谢途径是： 　　 生物制氢 氢气的燃烧产物只有水，因此氢气是最清洁的能源。氢气可以利用生物质通过微生物发酵得到，这一过程被称为生物制氢。 目前我国科学家已获得了能高效产氢的微生物，哈工大生物制氢技术领先世界（厌氧活性污泥为产氢菌种的发酵法生物制氢技术）。 第二阶段是将第一阶段中产生的简单有机物经微生物作用转化生成乙酸：　 　第三阶段是在甲烷产生菌的作用下将乙酸转化为甲烷： 氢气产生菌的作用机理 主要是丁酸发酵作用。该作用的代谢途径是： 除在丁酸菌作用下进行丁酸发酵外，氢气产生菌的其他分解有机物产生氢气的代谢机制目前尚未查清。 生物能源具有清洁、来源广泛及可再生等优点，成为最有希望的石油替代能源之一。面对日益严峻的能源形势，世界各国在调整本国能源发展战略中，把高效利用生物能源摆在技术开发的重要地位，作为能源利用中的重要课题立项。 尽管从我国或全世界看，生物能源的开发利用都处于刚起步阶段，生物能源在整个能源结构中所占的比重还很小。但是，生物能源的发展潜力不可估量。 微生物采油技术 微生物采油技术是通过将特种的采油微生物注入到井下，使采油微生物在油藏中生长，繁殖。采油微生物的正的生命活动代谢产物可以对油藏产生作用，如可以调节原油黏度，调节沥青含量，调节水含量，增大油藏地层渗透率，增大油藏压强，改变水油表面张力等，最终达到提高原油采收率的目的，同时也可以经济方便地开采某些枯竭井，含水保和井，高含沥青井等 研究路线 微生物采油技术的优点 注入方便，成本低 适用于边远井和枯竭井 提高原油的质量 良好的生态特性 * * 微生物的作用之--- 能源问题 1973年，世界第一次能源危机。 能源紧张已经是全球面临的关键性难题之一，解决能源危机关系到全球经济的可持续发展。 第一节 能源概况 化石燃料，有限能源（枯竭） 新能源的利用 能源危机 环境污染 太阳能 风能 生物能 生物能源的定义 生物能源——是指利用生物质及微生物为原料生产的能源。包括生物燃料乙醇、生物柴油、生物氢气、生物沼气及生物气化和液化等产生的能源产品 。 垃圾堆 各类植物 来源 城市垃圾 b) 有机废水 c) 粪便 d) 林业生物质 e) 农业废弃物 f) 水生植物 g) 能源植物 生物能源的地位与作用 生物能源是人类赖以生存的重要能源， 居于世界能源消费的第四位。 生物能源是一种可再生的清洁能源 ，将来会成为支柱能源之一。 世界生物能源消费：约15％。 当代新能源发展趋势 目前，巴西每年用甘蔗生产的燃料乙醇产量达1400万吨，成为世界上第一个不销售纯汽油的国家。 氢是最理想的载能体，它在燃烧时只生成水，不产生任何污染物。氢气与传统的能源物质相比，还具有能量密度高，热转化效率高，输送成本低等诸多突出优点。所以，氢作为一种极为理想的“绿色能源”，其发展前景是十分光明的 。 利用微生物生产的生物能源 生物柴油