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下載安裝Flash播放器中國(guó)科學(xué)院植物研究所、中國(guó)科學(xué)院光生物中心重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的匡廷云院士、盧從明和張立新研究員在《2010科學(xué)發(fā)展報(bào)告》上發(fā)表了題為“光合作用與太陽(yáng)能光生物轉(zhuǎn)化及生物質(zhì)能源的研發(fā)”的文章,對(duì)光合作用與生物質(zhì)能領(lǐng)域研究的重大戰(zhàn)略意義、研究現(xiàn)狀和主要進(jìn)展作了較為詳細(xì)的介紹。
文章首先深入分析了光合作用研究的重大戰(zhàn)略意義。光合作用是地球上最大規(guī)模的利用太陽(yáng)能把二氧化碳和水等無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物并放出氧氣的過(guò)程。它是地球氧氣的主要來(lái)源。當(dāng)今人類(lèi)文明所需的化石燃料都是古代植物光合作用直接和間接的產(chǎn)物。自1772年發(fā)現(xiàn)光合作用以來(lái),圍繞光合作用的研究一直是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈的前沿科學(xué)領(lǐng)域之一,也一直是生命科學(xué)領(lǐng)域長(zhǎng)盛不衰的研究熱點(diǎn)。光合作用吸能、傳能和轉(zhuǎn)能的分子機(jī)理及其調(diào)控原理是光合作用研究的核心問(wèn)題。作者指出,對(duì)光合作用能量傳遞和轉(zhuǎn)化機(jī)理及其調(diào)控原理的揭示,對(duì)光合膜蛋白復(fù)合物空間結(jié)構(gòu)解析,將可能使光合膜系統(tǒng)成為第一個(gè)在原子水平上,以物理和化學(xué)概念進(jìn)行解釋的復(fù)雜生物膜系統(tǒng)。該研究領(lǐng)域不僅本身具備重大的理論價(jià)值,還能跨越物理世界與生命世界的鴻溝,推進(jìn)多個(gè)前沿領(lǐng)域的發(fā)展,為開(kāi)辟21世紀(jì)的新興產(chǎn)業(yè)提供理論依據(jù)和科學(xué)技術(shù)信息。綜上,作者認(rèn)為在這一科學(xué)前沿領(lǐng)域內(nèi),在我國(guó)光合作用研究取得優(yōu)異成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步組織多學(xué)科交叉,有機(jī)結(jié)合,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),不失時(shí)機(jī)地開(kāi)展研究,有望在短期內(nèi)取得在國(guó)際上具有重要影響的成果,在若干方面取得國(guó)際領(lǐng)先的地位,并能為在農(nóng)業(yè)、生物質(zhì)能源中的應(yīng)用作出重大貢獻(xiàn),為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)大的推動(dòng)力。
文章隨后介紹了國(guó)際生物質(zhì)能的發(fā)展現(xiàn)狀。美國(guó)高度重視生物質(zhì)能研發(fā),提出未來(lái)10年政府投入1500億美元帶動(dòng)可再生能源的開(kāi)發(fā),并于2009年撥款10億美元作為生物質(zhì)能研發(fā)經(jīng)費(fèi)。美國(guó)生物質(zhì)能研發(fā)的內(nèi)容非常廣泛,非常重視提高光能利用效率的研究。歐盟是最重視環(huán)保和銳意開(kāi)發(fā)新能源的發(fā)達(dá)國(guó)家,其中瑞典、德國(guó)等國(guó)在可再生能源利用方面走在前列。歐盟一直重視生物質(zhì)能的研發(fā),已實(shí)行了7個(gè)框架計(jì)劃,其生物柴油的產(chǎn)業(yè)化是全球規(guī)模最大的。巴西則是發(fā)展中國(guó)家最重視生物質(zhì)能利用的,其經(jīng)驗(yàn)很值得我國(guó)借鑒。
文章接著討論了發(fā)展生物質(zhì)能對(duì)于我國(guó)的重大戰(zhàn)略意義。這表現(xiàn)在三個(gè)方面:(1)我國(guó)面臨能源短缺的嚴(yán)峻形勢(shì),必須及早改善能源消費(fèi)結(jié)構(gòu);(2)清潔燃料的供應(yīng)能力密切關(guān)系著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展;(3)生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)將成為解決“三農(nóng)”問(wèn)題的有效途徑之一。目前我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)展雖在沼氣利用上有了顯著成果,但整體尚未形成戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。為此,必須占領(lǐng)科學(xué)及技術(shù)的制高點(diǎn),開(kāi)發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。
作者認(rèn)為,要發(fā)展生物質(zhì)能,必須首先突破生物資源量的瓶頸,保證生物質(zhì)資源的供應(yīng)。這里關(guān)鍵是要在立足本國(guó)土地資源、保證糧食安全的前提下建立穩(wěn)定的能源植物產(chǎn)業(yè)基地。如何提高對(duì)太陽(yáng)能生物轉(zhuǎn)化的機(jī)制的認(rèn)識(shí),則是利用光合作用進(jìn)行太陽(yáng)能光生物轉(zhuǎn)化的科技與產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。同時(shí),要走具有中國(guó)特色的生物質(zhì)能源可持續(xù)發(fā)展道路。
最后,文章簡(jiǎn)要介紹了一些相關(guān)成果。主要成果包括:(1)陸生能源植物資源研究取得明顯進(jìn)展;(2)藻類(lèi)產(chǎn)氫研究取得新進(jìn)展;(3)生物柴油研究領(lǐng)域獲得新思路;(4)太陽(yáng)能生物光電池已經(jīng)起步。(摘自中國(guó)科學(xué)院“科學(xué)發(fā)展報(bào)告”課題組撰寫(xiě)的《2010科學(xué)發(fā)展報(bào)告》)