利用廉价资源生产可再生燃料面临两大挑战

▲查尔莫斯理工大学生物与生物工程系计算代谢工程项目负责人爱德华多•柯克文。

《自然•能源》（Nature Energy）近日载文称，瑞典查尔莫斯理工大学（简称CUT）的研究人员简•内尔森（Jens Nielsen）教授、周永进（Yongjin Zhou）教授和爱德华多•柯克文（Eduard Kerkhoven）教授等发现，利用廉价资源生产可再生生物燃料主要面临两方面挑战。第一是需降低微生物细胞工厂的成本；第二是需寻找更有效的方法水解生物质，生成糖用于发酵。柯克文说“我们的研究对决策者和研究资助人颇具吸引力。它突出了生物燃料领域的最新进展和潜力，并确定了哪些相关领域需要进行更深入的研究。这对研究资助的选择有指导意义。”

从技术层面讲，利用可再生资源（如基于酵母和细菌等微生物的微型细胞工厂）生产生物质燃料已经具备可行性。为了与化石燃料竞争，生物质燃料的生产过程必须更具效率。然而，提高微生物细胞工厂的效率是一个昂贵且耗时的过程，这也成为了制约微细胞工厂快速发展的主要障碍之一。

内尔森教授等在酵母工程、酵母代谢计算模型和人类新陈代谢等方面的研究处于世界领先地位。他们的研究对于优化基于酵母的化学物质或生物燃料制造有较高的借鉴意义。在他们的文章《生物基碳氢化合物生产的障碍和机遇》中，研究人员使用酵母代谢模型研究了多种生物燃料的生产。爱德华多说：“我们已经计算出了理论最大产量，并将其与实验室结果进行了对比，发现生物质燃料的生产过程仍有巨大的改进潜力。”

如何将植物、树木等生物质有效转化为细胞工厂需要的糖，是生物质燃料面临的又一个挑战。如果这种转化可以变得更高效，那么工程师们就能利用森林工业的废料或生物燃料专用农作物进行生物燃料生产了。

柯克文认为生物燃料将在未来的能源行业中占据重要地位。他指出：“未来，虽然电动汽车可能会成为主流交通工具之一，但生物燃料对喷气式飞机和卡车等重型交通工具的意义不容小觑。国际能源机构预测，到2050年，全球27%的运输燃料将是生物燃料。道达尔等大型石油公司也预计，可再生生物燃料将在未来发挥重要作用。壳牌甚至认为到本世纪末，生物燃料将占全球最终能源使用量的10%。这些观点均与我们的研究相符合。”

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编译：雷鑫宇 

审稿：alone  

责编：张梦 

期刊来源：《自然•能源》

期刊编号：2058-7546

原文链接：

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-09/cuot-bao091118.php

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