【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】生物煉制(Biorefinery)是利用天然可再生原料，以低碳、高效、生物的方式合成化學品的生物發(fā)酵技術(shù)。該技術(shù)從根本上改變了化工、醫(yī)藥、能源等傳統(tǒng)制造業(yè)高度依賴化石原料的加工模式，也避免了“高污染”、“高排放”和不可持續(xù)的問題，是生物經(jīng)濟戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。但是傳統(tǒng)的生物煉制過程預處理工藝和步驟較為復雜，存在原料利用效率低、成本高和土地利用變化造成碳債等問題，因此尋找合適的生物質(zhì)原料，提升生物煉制路線，開發(fā)經(jīng)濟有效的預處理和水解方法，最大限度地提高原料利用率和減少環(huán)境影響，是進一步完善生物煉制的重要策略，對于規(guī)模化利用生物質(zhì)能源、實現(xiàn)碳達峰碳中和目標具有重要意義。
 

　　近日，青島能源所張海波研究員和付春祥研究員帶領(lǐng)的研究團隊聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所王倩研究員和韓國科學技術(shù)研究院Sang Yup Lee院士創(chuàng)新性地發(fā)現(xiàn)，煙草可作為一種能源作物實現(xiàn)生物質(zhì)能源的高效低碳利用，助力生物煉制的可持續(xù)發(fā)展。與傳統(tǒng)的生物質(zhì)原料對比，煙葉具有水溶性高、含氮量高和木質(zhì)纖維素含量低的特點。煙葉加水滅菌后即可獲得營養(yǎng)全面且豐富、生物相容性強的液體。該液體可作為培養(yǎng)基直接用于原核和真核生物的培養(yǎng)，也可直接用于生物基燃料和生物基化學品的生物合成。
 

　　此外，煙草是一種抗逆性強、耐鹽堿、生物量大、易于基因改造的大田作物，能夠很好地適應邊際土地的環(huán)境，將其種植于邊際土地，估計每年最少可產(chǎn)出1.17×1010 Mg煙葉，理論可產(chǎn)出2.21×1012 L乙醇。生命周期評價結(jié)果也表明，與玉米秸稈乙醇相比，煙葉乙醇碳排放量減少了約27%，能耗減少了約26%。其中，生物轉(zhuǎn)化階段的碳排放量減少了約76%，耗能減少了約81%。因此，本研究通過煙葉直接滅菌作為培養(yǎng)基，省略了兩個步驟，極大地提升了生物煉制的路線，減少了碳足跡，為真正實現(xiàn)生物能源利用的碳負排放奠定基礎(chǔ)。
 

　　上述工作發(fā)表在The innovation上，青島能源所張海波、中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所王倩和韓國科學技術(shù)院Sang Yup Lee為文章共同通訊作者。該工作得到國家自然科學基金、山東省自然科學基金以及山東省泰山學者等項目的支持。(文/圖 王帆)