傳統(tǒng)化工是以煤和石油等為基本原料，你能否設想一下，農(nóng)作物秸稈、林木剩余物等這些生物質材料，也能成為化工原料嗎？實際上這已經(jīng)成為現(xiàn)實，以生物質為基本原料的生物化工在世界范圍方興未艾，被稱為21世紀最有生命力的技術，也是石油化工綠色低碳的希望之路。在《中國石化“十二五”科技進步規(guī)劃》中，生物化工成為需要重點創(chuàng)新突破的戰(zhàn)略性新技術之一。揚子石化研究院對生物法制丁二酸進行了大量的研究工作，其成果已經(jīng)應用到該公司正在建設的千噸級生物法制丁二酸中試裝置上。
化腐朽為神奇
據(jù)揚子研究院生物化工博士馬江鋒介紹，生物化工與石油化工和煤化工的主要區(qū)別，是后兩者在反應中要有催化劑，而生物化工，則是在微生物的作用下產(chǎn)生化學反應，也就是要進行發(fā)酵。實際上發(fā)酵技術在我國早就有了，傳統(tǒng)的釀酒、制醬、釀醋都需要發(fā)酵，發(fā)酵控制得如何是這些產(chǎn)品制作是否成功的關鍵。而工業(yè)生物技術與傳統(tǒng)發(fā)酵的區(qū)別，在于原料從糧食直接發(fā)酵過渡到分離后的單糖、多糖，發(fā)酵過程從多菌共存發(fā)酵過渡到純菌種發(fā)酵，同時在整個工業(yè)生物技術中引入了先進的定向進化、代謝工程、蛋白質工程、多參數(shù)發(fā)酵過程調(diào)控等技術。通過工業(yè)生物技術轉化，可以制成各種各樣的化工產(chǎn)品，目前世界上采用生物制造的丁醇、丙烯酸、乙醇、丙烯酰胺等大宗化學品年產(chǎn)量已達1100多萬噸，每年可節(jié)省原油1100余萬噸，減排二氧化碳近3300萬噸。另一方面，我國若能將城市生活垃圾、農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物、水生植物低劣生物質資源等通過生物煉制生產(chǎn)生物能源等，則一年約可產(chǎn)生1800億立方米生物甲烷，相當于節(jié)省1.4億噸標煤，減排約5億噸二氧化碳。如果能將城市生活污水也通過生物的方法善加利用，可節(jié)水182億噸。生物化工，真是“化腐朽為神奇”！
綠色化工的“酵母”
生物化工對于促進工業(yè)技術進步和產(chǎn)業(yè)調(diào)整、促進綠色化學工業(yè)的發(fā)展起著至關重要的作用，可以說是綠色化工的“酵母”。馬江鋒指出，生物技術不僅可提供大量廉價的化工原料和產(chǎn)品，而且還將改變某些化工產(chǎn)品的傳統(tǒng)工藝，甚至一些性能優(yōu)異的化合物也將通過生物催化合成�，F(xiàn)代生物技術引入化工行業(yè)，既可改造傳統(tǒng)化工產(chǎn)品及工藝，又有研制新型化工產(chǎn)品的巨大潛力。生物化工的發(fā)展將有力地推動生物技術和化工生產(chǎn)技術的變革和進步，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。有專家預見，將來在化工領域20%-30％的化學工藝過程將會被生物技術過程所取代，生物技術產(chǎn)業(yè)將成為21世紀的主導產(chǎn)業(yè)之一，生物化工將成為21世紀的重要化工產(chǎn)業(yè)。
生物化工應用已涉及到人民生活的方方面面，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、化輕原料生產(chǎn)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、環(huán)境保護、資源和能源的開發(fā)等各領域。馬江鋒舉了這樣幾個例子：生物化工開發(fā)生物固氮領域，研制高效優(yōu)質生物固氮菌劑，并探究糧食作物自主固氮功能，為減少化學氮肥，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色革命作出貢獻，同時探索高等動物及人體腸道內(nèi)固氮菌及其功能，為人類制造食用固氮菌劑，改變現(xiàn)有食品結構，使之多元化，富含營養(yǎng)保健功能，達到藥膳結合開辟途徑；提高微生物生產(chǎn)丙烯酰胺、聚-β-羥丁酸工業(yè)化生產(chǎn)水平，既有利于生物可降解塑料產(chǎn)業(yè)化，又有益于保護生態(tài)環(huán)境；發(fā)展再生資源，通過細菌合成纖維素等工程，開辟化工新原料源，使廢棄的有機物等通過現(xiàn)代微生物技術手段獲取更多的化工產(chǎn)品，實現(xiàn)廢物資源化。