世界能源供需缺口是推动生物燃料产业兴起的主要动力欧盟25个国家大约28％的可利用的能源被消耗在运输方面，这其中的80％是用于公路运输方面。因此，运输燃料是一个很有前途的温室气体减排目标。全世界主要能量供给的10％是来自于生物。而生物体可以缓解现在能量供给贫乏的现状。植物是能量丰富的碳水化合物来源，具有资源丰富且可更新等优点。利用微生物以植物为原料可以有效地生产生物燃料。生物燃料作为一种可再生能源出现，主要包括液态生物燃料燃料乙醇和生物柴油和气态生物燃料：如沼气和近年来，全球范围内大力发展的可再生燃料主要为液态生物燃料，其它燃料：如沼气氢气及合成汽油和柴油使用比例均较少，主要以农作物和植物为原料。通过能源转换技术，可以为人类提供大量的液体能源，替代或者补充石油能源此外，生物燃料的使用可以减少温室气体的排放，也可以为农民创造新的增收机会，这些因素共同促进了生物燃料产业的发展。目前生物乙醇、生物甲烷已被工业化大规模生产，但并没有在交通运输上运生物丁醇已被许多公司提上议事日程，在不久的将来可能用来代替汽油，柴油，煤油等。生物制氢，生物甲醇，微生物法生产的生物柴油仍需要更进一步的发展。本篇综述了微生物法生产的可以代替现有燃料的生物燃料一些发展状况及前景。

微生物生产生物燃料的研究进展（青岛科技大学化学化工学院山东青岛266042）要：当今社会，由于原油价格的提升、资源的匮乏、燃料生产国家的政治动荡和环境污染，能源问题正在困扰着我们。生物燃料主要使用粮食作物为原料，作为石化燃料的替代能源本篇主要综述了利用微生物法生产代替化石燃料的生物燃料，并阐述了生物燃料的发展历史，讨论了各个国家的政策和对于可预知未来的能源挑战的适应性关键词：生物燃料微生物生物质发酵对策与现状ResearchProgressBiofuelsfrommicrobesHuangChun(CollegeChemicalEngineering,Qingdao,UniversityTechnology,Qingdao266042，Shandong,China)Abstract：Nowadays,becausecrudeoilpricesincreasing,lackingpoliticalunrestingfuelproductioncountriesenvironmentalpollution,energyproblemsplaguingus.Biofuelsusuallyusecropsrawmaterials,exchangefossilfuels.articlereviewsmicrobialproductionbiofu-elsinsteadfossilfuels,var-iousnationalpoliciesforeseeablefutureenergychallengesadaptation.Keywords：Biofuelsmicroorganismsbiomass;fermentationcountermeasuresstatusquo—44—国家生物乙醇发展目标主要原料美国01年13亿加仑；0350亿加仑玉米巴西95亿加仑，06亿加仑甘蔗欧盟0%（生物柴油约占80%）小麦，甜菜中国33亿加仑玉米，小麦，木薯工业乙醇生产的工艺水平是利用甘蔗或者酶水解淀粉进行酿酒酵母菌的分批发酵。

这些过程的副产品是CO和少量的甲醇甘油等。如果用来作为燃料，乙醇不需要达到特别精确的高纯度。乙95.57％和水占443％的共沸混合物可以应用于点火式汽车。然而在乙醇汽油混合物里含水生物燃料的发展历史人类，在其存在的大部分时间里，依靠可更新的能源，如木头，风车，水轮和牛马等动物。年代以来，利用微生物的转化作用生产生物燃料一直是一项热门研究课题据有关专家估计，对未来的新能源的开发是科技革命的主要驱动力，早在十九世纪，乙醇已被数次报道作为生物燃料。190年，Deutz可燃气发动机工厂特意将他们三分之一的重型机车利用纯乙醇作为燃料，安全，清洁是乙醇的主要优势。随后的95到945年间，乙醇被加入到汽油里作为抗暴剂。巴西是当今最大的生物乙醇生产基地之一，生物乙醇产业被认为是污染环境的，因为大部分土地被用来单种培养，与其他粮食种植形成竞相似的情况也发生在欧洲和美国，淀粉生产生物燃料与食品工业竞争土地。淀粉的价格迅速增长，已经严重阻碍了新物质乙醇植物的出现。生物乙醇生物乙醇发酵是目前最大规模的微生物发酵过程。根据联合国粮农组织的统计，全球乙醇产量年则达到66根据英国FOLichts公司最新发表的统计报告，个国家和地区生产燃料乙醇，乙醇产量估计为737描述了世界生物乙醇增长趋势美国、巴西和欧盟的乙醇产量名列前位，分别为397分别约占全球乙醇总产量的54%、35%和4%。

全球有许多国家制定了国家层面的生物液体燃料生物乙醇发展目标世界主要国家生物乙醇发展目标Table1bioethanolgoalmajorcountries资料来源：;fandttp://www.eartpolicy.org/Updates/2006/Udate55_data.tm#table5世界生物乙醇增长趋势Fig.1tegrwtworld’sbioetanol—45—量过高也是一个问题，过多的水会导致水与汽油的两相分离。这些年，酵母发酵葡萄糖生产乙醇已经有很大进步。利用现代化的工业菌株，减少对抑制剂的敏感性，对产物的耐受性，乙醇的产率和生产水平都有很大的提高，已达到在现代的发酵容20%(v/v)的乙醇生产。还有利用木质纤维的技术方法然而，纤维素的酶水解反应比酵母发酵生产乙醇的速率小两个数量级。然而，用现代酵母菌株发酵戊糖类是一个相当困难的工作，并且技术还不够成熟[10]，虽然一些中试工厂正在进行研究应用。由糖蜜和淀粉发酵生产生物乙醇的技术已经相当成熟了。非食品底物例如含纤维素的废料的利用研究已在中试阶段了。现在我们改良点燃式内燃机结构以适应汽油与乙醇的混合物，尤其是适应E85E00的使用。

生物乙醇可以应用于柴油发动机，但需要加入添加剂来避免相分离甲烷/沼气大型沼气工厂用生物质生产沼气并有二氧化碳生成，这些生物质通常来自于有机体和工业废料，比如利用秸秆等农业废弃物制造沼气，因地制宜建立中等以上规模的沼气设施，深化沼气运用领域以及沼渣沼液的充分利用，仍然具有良好的发展前景沼气生产的优点是工艺上环保，底物可以是牛粪便或其它动物的粪便如猪、鸡、马的，焦油、有机体、果园垃圾、固体废料和腐烂的食品；甚至可以用医院的有机废料，包括纸、棉花、城市下水道污泥、农业和食品生产的废料和工业废水 因此生产沼气也是对城市垃圾的清理。沼气通常是植物纤维通过厌氧的或兼性厌氧 的微生物经过以下发酵过程生产的： 多糖类（淀粉，纤维素，半纤维等）、蛋白质、脂肪水解成寡聚糖、葡萄糖、氨基酸、脂肪酸和甘油。 酸化作用，将这些产物发酵为乙酸、丙酸、丁酸、二氧化碳、氢气、酒精和其它小分子化合物。 由于这些细菌较长的传代时间， 这被认为是限制 性步骤。 有约70%(v/v)的CH 产生，有一些副产物如NH 这些产物对酸化作用，氨水浓度，氧气量和其它因素都是非常敏感的。 传统的沼气工厂是在大储罐内 37条件下， 进行一阶段或二阶段发酵。

由于水解过程和生产 甲烷过程所用细菌的最适条件不同， 二阶段发酵 的过程是很合适的， 特别是对于大型的沼气加工 工厂。大部分沼气发酵罐是液体发酵罐。对于沼气 生产技术， 目前需要克服的问题是提高产率。 前，生物质内的有机物质最多只有70%转化成了 CH 为了提高产率，水解过程应该加强。水解过程和甲烷生产过程的分开是考虑到这两个 阶段最佳条件的不同，例如pH 和温度。 除了传统 的常温过程， 高温过程也越来越频繁地被用于加 速反应，特别是生物质的水解过程。 氢气氢之所以被认为是一种最有吸引力的替代能 是因为氢是宇宙间最简单同时也是最为丰富的元素，它的热值高达 8.4 kJ/g，是甲烷的 它可以在燃料电池里转化成电能或者燃烧转化成机械能，并且无 CO ；氢还能够比较容易地储存在一些特殊的金属间化合物或纳米非金 属材料中，并能快速释放，在运输和使用上比较方 便，被认为是未来交通最理想的燃料。由生物质生 产氢气是一种节能，经济，环保的好方法 氢气可以用水作原料， 利用海藻或蓝藻进行生物光解 获得， 或者以有机物为原料利用光合作用菌进行 光发酵获得。 另外，还可以用有机物作原料，用厌 氧微生物如产酸细菌在黑暗条件下发酵得到氢 气。

这些发酵过程是在液体条件下进行，为避免产 生氢气的细胞被清洗掉， 可以将细胞固定化或促 进颗粒细胞絮凝。目前，用微生物的方法生产氢气 技术的发展比我们预计的慢， 仍需要更深一步的 研究与发展。 生物柴油生物柴油是以生物质资源为原料加工而成的 有机燃料， 主要成份是脂肪酸酯， 一般是由菜子 油、大豆油、回收烹饪油、动物油等可再生油脂与 醇类（甲醇、乙醇）经酯化反应制得。 具有环保特 性，与柴油相比，生物柴油可降低 90%的空气毒 性物质 ；可再生特性，另外，安全性也是优于柴油的，着火点高，不属于危险品，储存、运输和使用 均较为安全 尽管目前柴油的生产与细菌过程无关， 但在这里提及生物柴油是由于它将来成为 生物制品00％的可能性。 首先，微生物发酵产生 的醇类，如乙醇、丙醇、丁醇可以用来代替甲醇进 行酯交换， 甚至丙酮-丁醇发酵的具有醇特征的 混合物也可以被利用。但其在储存过程中，不可避 —46— 免的与水接触，易引起腐蚀。在酯交换过程中产生的甘油也会引起沉积。当然，它可以被细菌代谢发 酵得到 ，3-丙二醇和其它一些产物 ，也可以作为生产甲烷的协同底物。 柴油还可以通过细菌生 产。由植物油到生物柴油的转变技术已相当成熟， 但目前微生物在柴油生产过程中的贡献几乎没 有。微生物发酵生产乙醇和丁醇并没有任何难题， 酶类和生物系统在酯交换过程中的利用将会进一 步发展。 改进传统的柴油发动机结构以适应纯生 物柴油，这种想法已被许多公司提出并实施。微生 物法生产的生物柴油在使用过程中没有出现任何