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微生物能源市場環境分析


錄入時間:2018-1-18 10:54:26

    微生物做為在自然界廣泛存在且數量巨大的生物,其巨大潛在價值還尚未完全被人們挖掘,很多具有巨大市場的重大發現都還只存在于實驗室,或者是小規模運用,排除石油天然氣等傳統能源已經形成的市場優勢,更重要的是微生物在能源領域的發展遇到的技術瓶頸,但近來在能源微生物領域的新發現,使人類在罄盡石油天然氣等不可再生能源之前找到理想的替代品充滿可能。以下是微生物能源市場環境分析:

微生物能源市場環境分析


  微生物能源市場環境分析1 能源微生物簡介

  根據安斯沃思(Ainsworth 1971,1973)的分類系統,運用世界上主要依據的伯杰(Bergey’s 1923~1957)細菌鑒定法和洛德(Lodder 1970)的酵母菌等鑒定法分類鑒定表明,能源性微生物的主要種類是:

  甲烷產生菌主要種類有甲烷桿菌屬(Methanobacterium)、甲烷八疊菌屬(Methanosarcina)、甲烷球菌屬(Methanoccus)等。

  乙醇產生菌的主要種類有酵母菌屬(Saccharomyces)、裂殖酵母菌屬(Schizosaccharomyces)、假絲酵母屬(Candida)、球擬酵母屬(Torulopsis)、酒香酵母屬(Brettanomyces)、漢遜氏酵母屬(Hansenula)、克魯弗氏酵母屬(Kluveromyces)、畢赤氏酵母屬(Pichia)、隱球酵母屬(Cryptococcus)、德巴利氏酵母屬(Debaryomyces)、卵孢酵母屬(Oosporium)、曲霉屬(Aspengillus)等。可見乙醇產生菌主要是酵母,酵母菌通過

  氫氣產生菌的主種類有紅螺菌屬(Rhodospirillum)、紅假單胞菌屬(Rhodopseudomonas)、紅微菌屬(Rhodomicrobium)、莢硫菌屬(Thiocapsa)、硫螺菌屬(Thiospirillum)、閃囊菌屬(Lamprocystis)、網硫菌屬(Thiodictyon)、板硫菌屬(Thiopedia)、外硫紅螺菌屬(Ectothiorhodospira)、梭桿菌屬(Fusobacterium)、埃希氏菌屬(Escherichia)、藍細菌類等。

  微生物能源市場環境分析2 微生物在能源生產上的優勢

  隨著基因工程技術的發展,產氫氣的微生物也可能產生物柴油,微生物只是作為一種特殊的載體,更具體的說是一種酶的載體,而這種酶的具體作用就是催化有機物一般為植物纖維轉化為所需能源物質。微生物做為酶的生產者所具有的優勢與微生物的特性相關,即(一)體積小,面積大,因而微生物必然有一個巨大的營養物質吸面,代謝廢物排泄面和環境信息交換面,由此又使微生物具備以下幾個適合作為酶生產者的優勢:(二)吸收多,轉化快;(三)生長旺,繁殖快;這兩個特性有當今世界對于能源的迫切需求相契合。(四)分布廣,種類多,為選擇高轉化效率的微生物品種提供基礎。

  微生物在能源生產上的優勢在于相比石油天然氣為代表的傳統能源具有可再生性且生成周期短,但是微生物作為生物個體存在對生活環境的要求在一定程度限制了它的推廣應用。但是隨著對能源微生物的深入研究,未來微生物在能源生產中將扮演越來越重要的作用。

  能源微生物生產能源需要物質基礎,一般為植物,也就是說微生物也是在利用光合作用產物進行能源生產,將太陽能轉化成我們需要的能源形勢。生物在生長期的天然光合作用對碳的吸收,所以當微生物將之轉化為生物質燃料后,生物燃料燃燒時向大氣會釋放同等量的碳,最終表現出幾乎等于零的碳排放,使生物質燃料成為所謂的碳中性燃料。可見微生物在環境生態平衡上的重要作用。

  微生物能源市場環境分析3 微生物在能源領域的發展

  限制微生物在能源領域發展的關鍵因素可歸納為成本和生產原料的獲取。由于微生物進行能源生產需要特制的反應器、對反應條件的嚴格控制以及生產原料收集處理等都是導致成本較高的原因。第二代生物燃料在原料獲取上相比第一代在很大程度上解決了在原材料獲取問題,其中微藻本身作為第二代生物能源的原料更是極大地解決了原料獲取問題,因而更具市場前景和優勢。

  一旦微生物在生物能源領域的技術成熟,使得成本降低。考慮到全世界僅中國,鹽堿荒地和鹽堿障礙耕地總面積超過5億畝,占中國耕地總面積的10%以上。如果在這些不適宜種植糧食的土地上種植對環境適應能力極強的能源作物如芒草、柳枝稷等,再通過改造過的微生物進行能源生產,將會創造出巨大的社會經濟效益。全球71%的面積是海洋,近海地區每年頻發赤潮,如果能將微藻生產生物柴油技術成熟化將產生的經濟生態效益將是難以估量。

  微生物在能源領域雖然發展前景廣闊、優勢獨特,已獲國內外公認,但迄今為止世界各國在該領域的研發工作還停留在實驗研究和中試論證的起步階段,均遇到技術不成熟而導致成本高這一瓶頸。 然而我們也看到美國在微生物開發生物質能源領域取得的實質性進步,相信在不久的將來,人類能源體系將會發生巨大改變。

 

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