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            1. 生物煉制:可持續發展新模式

              提到生物質,也許你能馬上聯想到我們餐桌上的糧食、房間里的木質家具、公園里的鮮花綠草,等等。但你是否知道,我們可以拿這些再普通不過的生物質,甚至是農林廢棄物,比如秸稈來替代石油,生產汽油、柴油、服裝、藥品、高性能材料嗎?


                這就是生物煉制——以地球上可不斷再生的生物質為資源,通過化工與生物技術相結合的加工過程,將其轉變為能源、化學品、原材料等,使其能夠部分或者全部替代石化煉制的產品鏈條。簡單地說,這是一種可以改變我們生產和生活的可持續發展新模式。


                與石化煉制相比,生物煉制在原料選擇及加工方式上發生了根本轉變。地球上蘊含著極為豐富的生物質資源,如遍布陸地的植物以及遍布海洋的微藻等,這些生物質資源是可再生的,取之不盡、用之不竭。而生物質在加工生產的過程中產生的二氧化碳,又可以作為植物光合作用的原料被消耗掉,因此整個過程是一個可循環的生態工業過程,理論上可以實現碳的零排放。


                那么,生物煉制是如何進行的呢?以我們比較熟悉的玉米為例,玉米全身都是寶,無論是玉米粒籽還是秸稈、穗軸都可以用作生物煉制的原料。玉米粒籽富含淀粉、蛋白質和油脂,玉米秸稈富含纖維素、半纖素等碳水化合物。通過現代化學加工的方法,可以將玉米蘊含的這些成分進行分離,獲得淀粉、纖維素、半纖維素、木質素、油脂和蛋白質等基礎原料。


                這些基礎原料既可以直接作為產品,又可以進一步深加工。其中淀粉、纖維素、半纖維素等碳水化合物進一步在酶催化或者化學催化的作用下分解成五碳糖和六碳糖,這兩類糖可以直接作為微生物發酵的原料合成二碳到六碳的平臺化合物,如乙醇、乳酸、丁二醇等。木質素可以作為原料通過化學催化生成芳烴類化合物。二碳到六碳的平臺化合物及芳烴類化合物又可以作為基礎的化工原料,通過現代的有機化學工業體系合成纖維、塑料、橡膠、醫藥品、化肥、農藥等。玉米油脂可以在脂肪酶的催化下合成生物柴油。生物柴油、乙醇、丁醇等可以作為能源產品,用作燃料供汽車、飛機及輪船等使用。由此可見,經過生物煉制,小小的玉米將變成一個資源寶藏,生產出傳統上由石油才能煉制出的各種產品。


                玉米只是眾多生物質資源中的一種,目前化學化工**們正在瞄準其他更豐富的生物質資源作為生物煉制的原料,例如非糧農作物、大量廢棄的農作物秸稈、甘蔗渣、林業廢棄物、微藻等。通過這些資源的開發,能夠在保證糧食資源安全的前提下,實現生物煉制的快速發展。


                世界各個國家也在緊鑼密鼓地制定各自的生物煉制路線圖,實現化石經濟到生物經濟的轉變??梢韵胂?,在不久的將來,以可再生生物質資源和清潔的加工方式為基礎的生物煉制,可以從根本上轉變我們對資源的加工和利用過程,實現工業與生態的協調發展。


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