Биологическая экономика - Biobased economy

Биологическая экономика, биоэкономика или же биотехнология относится к экономической деятельности, связанной с использованием биотехнология при производстве (на основе биологических) товаров, услуг или энергии из биологического материала (или биомасса ) в качестве основной ресурсной базы. Эти термины широко используются агентствами регионального развития, национальными и международными организациями и биотехнологическими компаниями. Они тесно связаны с эволюцией биотехнологической индустрии и способностью изучать, понимать и манипулировать генетическим материалом, что стало возможным благодаря научным исследованиям и технологическому развитию. Это включает применение достижений науки и техники в сельском хозяйстве, здравоохранении, химической и энергетической промышленности.[1][2]

Важным аспектом биоэкономики является понимание механизмов и процессов на генетическом, молекулярном и геномном уровнях и применение этого понимания для создания или улучшения промышленных процессов, разработки новых продуктов и услуг и производства новой энергии.

Термин «биотехнология» использовали Хуан Энрикес и Родриго Мартинес в Семинар по геномике в 1997 г. AAAS встреча. Отрывок из этой статьи был опубликован в Наука."[3]

История

В рабочем документе Гарвардской школы бизнеса 2002 г. Энрикес и Мартинес «Биотехнология 1.0: приблизительная карта потока биоданных» показан глобальный поток генетического материала в и из трех крупнейших общедоступных генетических баз данных: GenBank, EMBL и DDBJ. Затем авторы выдвинули гипотезу об экономическом влиянии, которое такие потоки данных могут оказать на создание патентов, развитие биотехнологических стартапов и лицензионные сборы.[4] Адаптация этой статьи была опубликована в Проводной журнал в 2003 году.[5]

Термин «биоэкономика» стал популярен с середины 2000-х годов, когда его приняли в Евросоюз и Организация экономического сотрудничества и развития в качестве политической программы и основы для продвижения использования биотехнологии для разработки новых продуктов, рынков и использования биомассы.[6] С тех пор как ЕС (2012 г.), так и ОЭСР (2006 г.) разработали специальные стратегии биоэкономики, как и все большее число стран по всему миру.[7] Часто эти стратегии объединяют биоэкономику с термином «биоэкономика». Например, с 2005 года Нидерланды стремились содействовать созданию экономики на основе биологических ресурсов.[8] Пилотные заводы запущены в г. Лелистад (г.Zeafuels ), и существует централизованная организация (межведомственная программа, основанная на биоэкономике), при этом проводятся вспомогательные исследования (исследования продуктов питания и биотехнологий).[9] Другой Европейский страны также разработали и внедрили стратегии и основы политики в области биоэкономики или биоэкономики.[10]

В 2012 президент Барак Обама из Соединенные Штаты Америки объявили о намерении поощрять биологические методы производства с помощью Национального плана биоэкономики.[11]

На практике

Смотрите также: Целлюлозный_этанол § Методы производства, Биотопливо § Биотопливо второго поколения, и Этанол_брожение

В экономике, основанной на биологии, используется первое поколение биомасса (сельскохозяйственные культуры), биомасса второго поколения (убежище для сельскохозяйственных культур) и биомасса третьего поколения (водоросли, водоросли). Затем используются несколько методов обработки (в биоперерабатывающие заводы ), чтобы максимально использовать биомассу. Сюда входят такие методы, как

Анаэробное пищеварение обычно используется для получения биогаз, ферментация сахаров дает этиловый спирт, пиролиз используется для получения пиролизное масло (который представляет собой затвердевший биогаз), а торрефикация используется для создания биомасса-уголь.[нужна цитата ] Биомасса-уголь[нужна цитата ] а затем биогаз сжигается для производства энергии, этанол можно использовать в качестве (автомобильного) топлива, а также для других целей, таких как ухаживать за кожей товары.[12]

Получение максимальной отдачи от биомассы

Смотрите также: Биопереработка

По экономическим причинам обработка биомассы выполняется по определенной схеме (процесс, называемый каскадом). Этот образец зависит от типов используемой биомассы. Весь процесс поиска наиболее подходящего шаблона известен как биоочистка. Общий список показывает продукты с высокой добавленной стоимостью и наименьшим объемом биомассы по сравнению с продуктами с наименьшей добавленной стоимостью и наибольшим объемом биомассы:[13]

  • тонкая химия / лекарства
  • еда
  • химикаты / биопластики
  • транспортное топливо
  • электричество и тепло

Генетическая модификация

Смотрите также: Genetically_modified_crops § Побочные продукты
Смотрите также: Генетически модифицированный организм
Смотрите также: Топливо из водорослей
Смотрите также: Целлюлозный этанол

Организмы, от бактерий и дрожжей до растений, используются для производства ферментативного катализа. Генетически модифицированный бактерии были использованы для производства инсулина, артемизиновая кислота была произведена в инженерных дрожжи. Немного биопластик (на основе полигидроксилбутирата или полигидроксилалканоатов производятся из сахар с использованием генетически модифицированных микробов.[14]

Генетически модифицированные организмы также используются для производства биотопливо. Биотопливо - это разновидность Углеродно-нейтральное топливо.

Также проводятся исследования фиксации CO2 с использованием синтетического метаболического пути. Генетически модифицируя бактерии E. coli, позволяя им потреблять CO2, бактерия может обеспечить инфраструктуру для будущего возобновляемого производства продуктов питания и зеленого топлива.[15][16]

Один из организмов (Ideonella S-sakaiensis), способный расщеплять ПЭТ (пластик) на другие вещества. был генетически модифицирован чтобы разрушить ПЭТ еще быстрее, а также разрушить ПЭФ. После того, как пластмассы (которые обычно не поддаются биологическому разложению) расщепляются и перерабатываются в другие вещества (например, биоматериалы в случае Личинки Tenebrio molitor ) его можно использовать как ввод для других животных.

Также используются генетически модифицированные культуры. Генетически модифицированный энергетические культуры например, может обеспечить некоторые дополнительные преимущества, такие как снижение сопутствующих затрат (т.е. затрат в процессе производства[17] ) и меньшее потребление воды. Одним из примеров являются деревья, которые были генетически модифицированы для того, чтобы в них было меньше лигнина, или для экспрессии лигнина с химически лабильными связями.[18][19]

Однако с генетически модифицированными культурами все еще есть проблемы вовлечены (препятствия для получения разрешений регулирующих органов, принятия на рынке и принятия общественностью).[20]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Смит, С. Дж .; Aerni, P .; Замок, Д .; Демонт, М .; Falck-Zepeda, J. B .; Paarlberg, R .; Phillips, P.W.B .; Pray, C.E .; Savastano, S .; Wesseler; Зильберман, Д. (2011). «Устойчивость и биоэкономика: политические рекомендации 15-й конференции ICABR». AgBioForum. 14 (3): 180–186.
  2. ^ Wesseler; Spielman, D. S .; Демонт, М. (2011). «Будущее управления в глобальной биоэкономике: политика, регулирование и инвестиционные вызовы для секторов биотехнологии и биоэнергетики». AgBioForum. 13 (4): 288–290.
  3. ^ Энрикес-Кабот, Хуан. «Геномика и мировая экономика». Наука 281 (14 августа 1998 г.): 925-926.
  4. ^ Хуан Энрикес, Родриго Мартинес. «Биотехнология 1.0: приблизительная карта потока биоданных», рабочий документ Гарвардской школы бизнеса № 03-028, август 2002 г.
  5. ^ Родриго Мартинес, Хуан Энрикес, Джонатан Уэст. "ДНК-пространство. География генома", Проводной, Июнь 2003. с. 160.
  6. ^ Берч, Кин (2019). Неолиберальные биоэкономики? Совместное строительство рынков и природы. Лондон: Пэлгрейв Макмиллан. С. 64–67. ISBN  978-3-319-91424-4.
  7. ^ "Немецкий совет по биоэкономике".
  8. ^ Biobased economy.nl
  9. ^ Схема, показывающая биомассу и процессы, используемые в Zeafuels В архиве 26 апреля 2012 г. Wayback Machine
  10. ^ Маккормик, Кес; Каутто, Ниина (2013). «Биоэкономика в Европе: обзор». Устойчивость. 5 (6): 2589–2608. Дои:10.3390 / su5062589.
  11. ^ Белый дом продвигает биоэкономику 26 апреля 2012 г.
  12. ^ АККРЕС
  13. ^ Журнал Kijk, номер 8, 2011 г.
  14. ^ Построение биоэкономики замкнутого цикла с помощью синтетической биологии
  15. ^ Самая зеленая диета: бактерии переходят на углекислый газ
  16. ^ Диета для планеты
  17. ^ Смит, Ребекка А .; Cass, Cynthia L .; Мазахери, Мона; Sekhon, Rajandeep S .; Хекволф, Марлис; Кэпплер, Хайди; де Леон, Наталья; Mansfield, Shawn D .; Kaeppler, Shawn M .; Седбрук, Джон С.; Карлен, Стивен Д .; Ральф, Джон (2 мая 2017 г.). «Подавление CINNAMOYL-CoA REDUCTASE увеличивает уровень монолигнольных ферулатов, включенных в лигнины кукурузы». Биотехнология для биотоплива. 10 (1): 109. Дои:10.1186 / s13068-017-0793-1. ЧВК  5414125. PMID  28469705.
  18. ^ Переработанные культуры могут производить гораздо больше топлива
  19. ^ Генная инженерия растений для производства биотоплива: к доступному целлюлозному этанолу.
  20. ^ Чапотин С.М.; Уолт, JD (2007). «Генетически модифицированные культуры для биоэкономики: соответствие ожиданиям общественности и регулирующих органов». Трансгенный Res. 16 (6): 675–88. Дои:10.1007 / s11248-007-9122-y. PMID  17701080.

внешняя ссылка