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基因改造大肠杆菌,助生质能源产量提升 50%

2024-11-24 207

在过去几年原油价格一路飙涨,各国为确保能源不虞匮乏,纷纷发展生质能源产业,希望能握有能源主导权,于是生质能源在大环境的驱使下,曾一度被捧为“绿色黄金”。但当热潮过后,大家逐渐发现它的产能效益差,导致价格过高,无法与便宜的石化燃料竞争,另外在生产的过程中也会释放出许多的二氧化碳,因此常有人质疑生产生质能源的正当性。

传统生质能源的制造方式,主要是将纤维水解酵素与经过前处理的能源作物,如玉米、小麦、甘蔗,进行发酵产生乙醇,但在发酵过程中,有三分之一的碳原子数被用来制造糖,而不是产生乙醇,最后这些碳原子会以二氧化碳的形式释放出去。

为了解决二氧化碳产生的问题,加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员,将各种不同生物的基因拼凑起来,创造出基因改造的大肠杆菌(E. coli bacteria),它能避免二氧化碳的产生,将所有的碳原子都拿来制造生质能源,研究人员表示除了大肠杆菌外,其他的生物体也可以经同样的遗传工程方法达到相同作用。

除此之外,这款基因改造的大肠杆菌,还能增加 50%的产量,使制造生质能源的成本降低,特别是应用在生物质(biomass),如木屑或草等能源作物上,这也是美国生质能源产业最迫切需要的技术进展。至于产能的增加最终将减少农地的使用,因此为人垢病的“与人争地”、“与人争水”、“与人争粮”的问题也随之减少。

但若要将所有的碳用于生产乙醇,就必须在反应过程加入氢,这也是制造生质能源的另一项成本,也会产生二氧化碳。最便宜的氢来自天然气,但是在制造的过程会产生二氧化碳,削减了以基因克隆新技术来避免碳释放所做的努力。根据研究团队的估计,在 UCLA 的例子中,若使用来自天然气的氢,估计碳释放量会比原先传统的方式减少 50%。

若要完全避免发酵过程会释放二氧化碳,则可以用太阳能将水分解产生氢,但成本会过高而不符合经济效益。目前研究人员仍在研究大规模商业化的可能性。

 

  • Genetically Modified Bacteria Produce 50 Percent More Fuel

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