全碳素生物转化沼气制备生物航煤制造路线研究进展

作为一种清洁可再生能源,沼气具有替代化石燃料的潜能。沼气的传统利用是通过直接燃烧获得电力和热量,但该过程会产生二氧化碳(CO_(2)),不仅降低了沼气利用的碳原子经济性,还会带来温室气体排放等问题。为了实现沼气全碳素转化,本文提出以餐厨垃圾厌氧消化产生的沼气为原料,利用合成生物学技术和生物制造策略,将其中的全部碳素(CO_(2)和CH_(4))高效转化为生物航煤(SAF)。该制造路线利用光能自养微生物和好氧性嗜甲烷菌分别转化CO_(2)和CH4合成生物油脂,再将油脂提取并升级加工制备SAF。文章通过介绍光能自养微生物和好氧性嗜甲烷菌的关键酶和代谢途径,总结菌种改造策略和发酵工艺优化在提升油脂积累方面的研究进展。在比较了不同生物油脂预处理和升级加工的工艺特点之后,分析了相关技术的经济性和应用场景。基于SAF的燃烧性能及其在生产过程中的全球变暖潜势值,讨论了SAF制造路线的技术可行性。最后,借助技术经济可行性分析,展望了提升SAF制造路线经济性的策略,为生物技术在燃料生产领域的商业化应用提供参考。