[发明专利]用于消化纤维素生物质的简化方法

说明书

在先申请的交叉参考

本申请是2008年4月1日提交的美国临时申请No.61/041,379的非临时版本，并要求该申请的优先权和权益。

技术领域

本发明涉及一种消化纤维素生物质的方法，特别涉及一种用于消化纤维素生物质的简化方法。

背景技术

在过去的几十年中发生了有关能源短缺的多次警告。其一般模式为能源价格飙升导致显著的经济衰退，后者又暂时减缓了能源需求的压力。同时，人们不甚热心地建立了节能措施。在过去，这导致能源价格暂时下降，从而使能源消费很快恢复猖獗，而能源节约和长远的能源规划则完全被遗忘。这次，中国和印度的快速发展正在对能源供应造成越来越大的压力。这种需求看来或许对典型的循环价格下降形成了缓冲。最近，石油价格飙升至每桶$150.00或更多，而且看上去如果节能方法没有改善且新能源没有找到的话可能价格最终会回到这些水平。

此外，能源供应是有限的。最好的估计是石油供应将在四十年左右以内大部分耗尽。即使随着新油田的发现和现有油田回收率的改善，这个估计也不大可能增加甚至两倍，到八十年。因此，如果没有大幅改善效率或大量的节约努力，一些现在活着的人几乎肯定会看到石油动力世界的终结，就像我们没有多少代以前的祖先看到了马力技术的终结那样。有些人将他们的希望寄托于核能。不幸的是，核燃料的供应也是有限的，特别是考虑到目前使用的效率低下的核反应堆。此外，核废料的问题非常严重，以至于我们的文明可能无法安全地依靠核能，即使燃油供应是无限的。

其它普遍使用的化石燃料的前景并不比石油更加光明。据估计，目前的天然气供应将在约六十年内耗尽。即使估计的时间增加一倍，对天然气的广泛依赖也将在不超过一百二十年后结束。煤炭也许是最丰富的化石燃料，其被认为有至少200年的供应。这意味着，除非替代能源技术能很快发展，我们的文明将在未来五十年到一百年内完全依赖于煤炭。然而，煤是开发最早的化石燃料，因为煤炭的燃烧很脏并剩下大量的灰，其已被天然气和石油大量取代。更不要说采煤带来的可怕的环境成本。

但是，可能不仅是煤炭短缺的问题导致必须要放弃使用煤炭。更准确的，它将是由于化石二氧化碳连续释放到大气中带来的环境后果所导致的。这个通常被称为全球变暖的问题产生自任何化石燃料的燃烧。在该问题的冲击被人们感受到之前正好是石油可能耗尽的时候正式正是。全球变暖可能不是一个好的术语，因为虽然由于大气中二氧化碳过多导致全球气温整体上升，但是真正的问题不在于变暖本身，而在于气候急剧变化。地球的气候一直在变化——在某些时候比在其它时间更快速。例如，在相对近的过去发生在冰河时期末尾的剧烈气候变化；该气候变化虽然在地质学标准上是快速的，但是其已经足够缓慢，使得生物体可以适应新的气候或迁移至更适合的气候区域。因此，随着冰川退缩和气温回暖，适应寒冷温度的“北极”物种向北移动或进入更高海拔的地区。种种迹象表明，化石燃料燃烧造成的气候变化将会过于快速，使生物体无法迁移。结果将是物种和整体生物多样性的极端损失，其物种灭绝速率远高于由于我们文明的传播已经造成的高灭绝率。

直到一些全新的能源例如融合能源(fusion)进行完善之前，对于能源难题的最佳答案似乎是显著加强节约以及只利用可再生能源。我们星球的大部分能量最终来自太阳。因此，光伏发电和太阳能采暖形式的太阳能利用是最理想选择。然而，直接太阳能不能利用满足我们所有的需要。水力发电和风力发电是另外两种形式的可再生的、基于太阳的能量。这些能量来源都不会导致二氧化碳在大气中的变化。生物质能(即，木材和其它植物材料)可能是太阳能的理想补充。这可能看上去令人吃惊，因为通常生物质能源是通过燃烧生物质获得的，这种燃烧向大气中释放二氧化碳。但是，生物质是可再生的。如果对绿色植物进行种植以生产生物质，释放的二氧化碳会很快被回收至新的植物材料中。因此，二氧化碳被反复使用，而大气中二氧化碳的总体水平不会同燃烧化石燃料一样继续增长。真正的问题是如何将生物质能源整合到我们的经济中。目前燃烧木材流(wood burning stream)的火车和燃烧木材的汽车明显短缺。而在发电厂直接燃烧生物质也不是特别可行，因为我们的发电系统适合使用液态石油或天然气或者甚至是煤粉。