对生物医学工程的认识

第一篇：对生物医学工程的认识

对生物医学工程的认识

生物医学工程我已开始确实不怎么了解，对我们的专业一无所知，也不知道我们专业的发展方向，也感到很迷茫，不知道该怎么办对于我们的专业，说实话也确实信心不大，觉得就业的前景没有，前途一片渺茫。在听了熊平教授对我们专业的讲解，多我们的专业有了初步的了解，对我们专业的信心大增。我希望在深入学习后可以更娇热爱我们的专业，为我们专业的发展做贡献。

对于生物医学工程我的了解还很片面，只是老师的讲解中了解到很少的一部分。生物医学工程是理、工、医相结合的边缘学科，其将现代工程技术、近代物理学、生物学和医学结合起来，形成了对生命科学、现代医学具有极其重要意义的新兴交叉学科。其属于技术科学范畴，是以生命的人为对象，用工程学原理，研究开发防病、治病、人体辅助功能等为医学应用服务的人工装置和系统。医疗仪器、医疗器械即是其最广泛的应用。随之而起的生物医学工程产业被称为朝阳产业，我国形成环渤海湾、长江三角洲、珠江三角洲等三大产业带，深圳是我国生物医学工程产业中最具有竞争力的产业基地，其产值占珠江三角洲的百分之八十以上，对该学科的人才有较高的需求。指明了我们专业的就业方向和对医学发展的重要作用。课上讲的智能胶囊内窥技术就是生物医学工程的重要产物之一。所体现的学科综合性非常之大。虽然只是一个胶囊大小的内窥镜，但是却体现了生物医学工程学

科之间的融合。智能胶囊内窥镜的制造成功为我国医学的发展起到推动性作用.课上还讲到生物医学工程的发展。生物医学工程孕育于十九世纪，1895年开创了医学成像技术，形成于二十世纪。二十世纪五十年代形成学科领域(Ilmenau)，发展迅速。1978年我国开始确立为独立学科，80年招研究生。新世纪为生物医学工程的发展提供更广阔的发展空间。生物医学工程是生命科学的重要领域，与人类生活质量及健康的关系密切。

中南大学生物医学工程专业1986年获得硕士学位授予权，2003年获得博士学位授予权，现是湖南省重点学科。本学科现有专职教师及研究人员22人，其中院士1人，正高职称7人，副高职称11人。现有教学和科研设备价值达600余万元。医学图像与仪器、生物传感器等方向教学和科研具有自己的特色。

生物医学工程培养具有理、工、医相结合的知识创新型高级工程技术人才。通过基础理论、工程技术、医学等多门课程的学习及相关的实验技术培养，毕业生将具有扎实的电子与信息技术、生命科学以及医学与工程技术相结合的科学研究能力和实验技能，可以在医学仪器及装备、电子技术、计算机技术、信息产业、生物技术等生物医学工程相关领域从事研究、开发、教学及管理等工作。

我希望四年的学习，可以对生物医学工程有更深入的了解，我会尽力学好自己的专业，学有所成！

第二篇：浅谈对生物医学工程的认识及自我规划

浅谈对生物医学工程的认识及自我规划

周国华

生物医学工程（Biomedical Engineering,简称BME）是一门由理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法，从工程学的角度，在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系，揭示其生命现象，为防病、治病提供新的技术手段的一门综合性、高技术的学科。有识之士认为，在新世纪随着自然科学的不断发展，生物医学工程的发展前景不可估量。生物医学工程学科是一门高度综合的交叉学科,这是它最大的特点。

一、生物医学工程简介

1.学科概况

生物医学工程是一门新兴的边缘学科，它综合工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。

2.发展历程

生物医学工程兴起于20世纪50年代，它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系，而且发展非常迅速，成为世界各国竞争的主要领域之一。

生物医学工程学与其他学科一样，其发展也是由科技、社会、经济诸因素所决定的。这个名词最早出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会，1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会，后来成为国际生物医学工程学会。

生物医学工程学除了具有很好的社会效益外，还有很好的经济效益，前景非常广阔，是目前各国争相发展的高技术之一。以1984年为例，美国生物医学工程和系统的市场规模约为110亿美元。美国科学院估计，到2000年其产值预计可达400～1000亿美元。

生物医学工程学是在电子学、微电子学、现代计算机技术，化学、高分子化学、力学、近代物理学、光学、射线技术、精密机械和近代高技术发展的基础上，在与医学结合的条件下发展起来的。它的发展过程与世界高技术的发展密切相关，同时它采用了几乎所有的高技术成果，如航天技术、微电子技术等。

3.学科特点

(1)交叉性：它是各种学科知识的高水平交叉、新时代结合的产物；是生命科学（生物学与医学）现代化的迫切需求；是现代科学技术迅速发展的必然结果。

(2)依赖性：它尚未形成自己的独立基础理论与知识体系（与传统学科不同），融合各交叉学科知识为自己的基础 ；缺乏永恒的研究主题与固有的中心目标，随交叉学科的发展和应用对象的需求而变化。

(3)复杂性：它知识覆盖面非常广，几乎涉及所有自然科学与技术的基础理论与知识体系；相关的研究机构、专业教育、企业厂家和市场营销只能涉足其部分，而不能包揽全局。

(4)服务性：它以应用基础或直接应用性研究为中心，以最终在生物医学领域应用为目的；为生命科学的创新性发展提供现代化工具，为医疗卫生事业现代化发展提供新装备（支撑生物医学工程产业）。

二、研究领域和发展方向

高度的综合性和复杂性决定了BME研究领域的宽广性，目前BME的研究领域主要有生物力学、生物材料学、生物系统的建模与控制、生物医学信号检测与传感器、生物医学信号处理、医学图像技术、物理因子在治疗中的应用及其生物效应和人工器官等等。

BME学科的研究方向主要在于为认识和控制生命现象提供工程学原理和方法和为医疗器械的开发提供新的原理、方法和技术基础。下面主要以生物材料学为例，简要介绍其研究内容和发展方向。

生物材料是制作各种人工器官的物质基础，它必须满足各种器官对材料的各项要求，包括强度、硬度、韧性、耐磨性、挠度及表面特性等各种物理、机械等性能。由于这些人工器官大多数是植入体内的，所以要求具有耐腐蚀性、化学稳定性、无毒性，还要求与机体组织或血液有相容性。这些材料包括金属、非金属及复合材料、高分子材料等，目前轻合金材料的应用较为广泛。

生物材料的主要研究内容包括生物相容性的分子设计研究、各种生物材料研究(生物膜、缓释、陶瓷、玻璃、合金等材料)、生物材料相容性研究和生物材料生物相容性的评价方法研究等。

生物材料学的主要研究方向有：筛选现有或新出现的材料；深入研究材料的组织相容性、血液相容性、生理机械性能和耐生物老化性，并建立它们的标准和评价方法；加强材料表面修饰和今物化处理方法的研究，以便材料勺活体表面的接触面有一相容性好的过渡层；注意材料结构与性能关系的研究，积累数据资料，逐步发展生物材料的分子设计，在改性和分子设计基础上合成新的生物材料。

三、如何成为一名生物医学工程师

生物医学工程师从事的行业领域十分宽广，他们可以去设计有关医疗仪器的电子电路和电脑软件，也可以去研究纳米技术以及研发能够在细胞内修复损伤和改变基因功能的微型器械；你可以看到他们为了无线技术的发展而奋斗，也可以在新的药物疗法的研发以及制作人工器官的人群中发现他们的身影；他们需要理解人体机能和生理系统的工作机制，也需要解决细胞水平和分子水平上的问题。在很多时候，生物医学工程师们需要将自己当成物理学家、治疗专家、教授、专利代理人甚至是科技作家和商业管理者去解决生物医学方面的问题。

要成为一名生物医学工程师，首先必须在生物、化学、物理、数学、工程学和人文学科等方面上有一个坚实的基础，然后根据自己的兴趣和所学领域的特殊要求，进一步加强相关自然科学和工程学的学习。因此，要成为一名BME人才，至少需要进行大学四年的本科学习，当然仅仅四年的学习还是比较粗浅的，很多时候是不够的，一个学士学位或者更高的博士学位能够为我们在将来的进一步研究或者工作提供更多的机会。当然了，一定的社会实习经历也是必不可少的，仅仅是纸上谈兵的话是永远达不到一个合格的生物医学工程师的要求的。在相关的学术协会从事一段时间的科学研究或者在生物医学方面的公司中实习一段时间都是不错的选择，可以让自己收获很多有用的经验。

在新世纪，社会要求BME人才改变原有的理论基础与知识结构，扩大知识面(如基因、分子、细胞和器官的综合知识)，增进知识深度；加强与其它各学科间沟通、交叉和融合；扩大合作面(不限于理、工、医结合)，建立与其他所有学科专家的通力合作。新世纪复合型“生物医学工程”人才的要求是：（1）理论基础：由工程学理论为主要基础向兼有深厚生命科学背景知识过渡，在细胞生物学、功能基因组学和分子生物学方面有扎实功底。（2）知识结构：由工程技术为主要研究开发手段向兼有熟练的生物技术实验技能，熟悉组织、细胞和基因工程手段，了解靶向治疗、介入治疗和图像引导手术等新技术。

四、我的规划

在大学期间，我首先要确保较好地完成各门基础课程的学习，这是作为一名大学生的最基本的要求。其次，应该时常了解世界上相关学科的最新进展，一点点地培养自己的对于本专业的兴趣，选择进一步的专业方向（暂定为生物材料与组织工程），机房自己的求知欲和探索的欲望，主动地去进行学习和研究。

在大三后阶段和大四的时期，争取能够获得保研的资格，同时做好准备进入相关的实验室或者公司实习一段时间。当然，要做到这些，必须做到功在平时，不容懈怠。通过大学本科期间的学习，自己应当争取获得以下几方面的知识和能力：1.扎实的数理与生命科学基础；

2.电子与信息工程的基本理论和方法；

3.生物医学工程领域理论问题和解决实际问题的能力；

4.较强的英语语言能力；

5.文献检索、资料查询的方法和撰写科学论文的能力；

6.较好的人文社科知识和人文素质，以及较强的协调、组织能力；

7.较强的创新精神。

毕业后，我个人的大体打算是进入中国生物医学工程研究所进行相关的科研工作，如果有可能的话，我会先尽力寻求去美国等在这方面走在科学前沿的国家去学习与交流，然后再回国进行科研。在人生的后期阶段，我也许会应聘进入生物医学方面的公司（例如现在的麦瑞）工作，尽可能的将自己的研究所得转化为实用的产品。

参考文献：

1.“Designing a Career in Biomedical Engineering”—— IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine

2.朱丹，生物医学工程导论，2011

3.生物医学工程，百度百科，2011

4.陈兴新，新世纪对生物医学工程的认识与思考，2007.11.1

第三篇：分析赫胥黎对生物进化论的认知

分析赫胥黎对生物进化论的认知 才子城相关硕士论文描写如下：赫胥黎主张以科学理性精神而不是圣经中造物主的安排，对生物变异学说作学理上的论证。1859年6月，赫胥黎在皇家科学普及会(Royal Institution)做过一次报告，题为“动物界的永久型(Persistent Types ofAnimal Life)”。关于这些情形，他说：“如果我们假定每一物种或每一个大类，都是出于创造力的特殊作用，在长年累月的间隔时期内，被个别地形成于和被安置于地球上，那么，就很难理解永久型这等事实的意义；想一想下述情况是有益的，即这种假定既没有传统的也没有圣经的支持，而且也和自然界的一般类推法相抵触。相反地，如果我们假定生活在任何时代的物种都是以前物种逐渐变异的结果，同时以此假定来考虑‘永久型’，那么，这些永久型的存在似乎阐明了，生物在地质时期中所发生的变异量，和他们所遭受的整个一系列变化比较起来，是微不足道的。这种假定即使没有得到证明，而且又被它的某些支持者可悲地损害了，但它依然是生物学所能支持的唯一假定。” 迫于生存空间中神学的压力，长期以来，达尔文一直避免谈论进化论与宗教的关系，一直到1879年，病魔缠身的达尔文意识到自己快要走到生命的尽头时。是年达尔文的家属为其代笔作答一个德国学生，论及进化论与信仰宗教的关系，“他认为‘进化论’同信仰上帝是完全没有冲突的；但是必须记住，不同的人对于上帝的意义有不同的解说”。后来达尔文又亲笔回信：“科学的研究习惯使人在承认证据的时候保持了审慎的态度，除此以为，科学同基督没有任何关系。就我自己来说，我不相信有过什么神的启示。”可见晚年的达尔文基本上划分清楚了神学与科学研究的界线。但迫于宗教神学的高压，达尔文基本上不发表对宗教的神学根基不利的意见。

1882年4月19日，达尔文与世长辞。他的去世并不意味着神学对进化论的攻击已经宣告结束。赫胥黎捍卫达尔文的生物进化论的工作仍在继续，而斯宾塞在鼓吹社会进化论的道路上继续前行。总体而言，赫胥黎支持达尔文的生物进化论，他对斯宾塞主张的社会进化论不以为然，认为伦理在社会演进中扮演了重要角色。这一论点在赫胥黎的《进化论与伦理学》中得以充分展开。

第四篇：56对生本教育的认识

56对生本教育的认识

从参加工作到现在，我意识到教师要有终身学习的意识，学习各方面的知识，努力提高自身素养。最重要的是使自身的业务素质不断得到提高。通过对“生本教育”的学习，转变教育观念，在教学中高度尊重学生、全面依靠学生，树立新的教育理念——以学生为本，师生平等。教师的作用和价值，体现在最大程度地调动学生的内在积极性，组织学生自主学习。这，不仅仅是教育方法的转变，更是教育观念的深刻变革。现将本阶段的学习心得总结如下。

为人师者，首先要尊重、关心和爱护自己的学生，还要平等地对待每一位学生。“学生是一个个活生生的生命，是天作之才，是天地间多少万年发展的精灵！生命如此伟大，我们每天在实践中都看得到。”人和人之间的情感交流是双向的，学生一定能够感受到来自老师的尊重、关心和爱护，也一定能“亲其师，信其道。”这样，我们和学生在情感上有了共鸣，就有利于我们创造一种愉快的学习环境和亲密的师生关系，也有利于学生的身心健康发展。

同时还要学会以“诚”待人。良好的师生关系是要靠自己用心经营的，和家长真诚地沟通，懂得顾及家长的感受，有责任心、公平心，这样家长就会慢慢地信任你，对待学生要公平、平等、不高高在上，要有威严、言出必行，做孩子的表率。还要学会“容”纳一切。比如学生的表现、成绩、来源等。我想这是作为教师应该做到的非常重要的一点。

让我们大家共同努力，寻找到适合学生的教育，让学生在忘我的时刻，真正出现投入和着迷的境界。让我们给学生这样的机会，使他们的认识可以通过多次或长期地反复提高来完成。让我们给学生足够的时间，让他们逐步地去感悟。

让我们摒弃掉“满堂灌”、“填鸭式”、“题海战术”，让我们大家都来关注学生身心的健康发展，让学生在自主的、积极探索的基础上热爱学习，奋发向上，取得优秀的学业成绩。

通过两位主任一段时间来的讲座和观看生本课堂教育的实录，我感受了生本课堂的精彩，对教育又有了一些新的理解和思考，在此,将一些点滴感受留下，与同仁交流：

生本课堂有其常式的要求及特点，如前置性学习，课堂汇报交流等，其标志性的特点，即是课堂汇报交流。在生本的课堂中，教师的地位弱化了，已经从传统课堂中的前台走到了幕后，但生本的课堂不应该是教师的完全淡出，我理想中的生本课堂应该是对新课程“教师主导、学生主体”这个要求的真正落实：学生是课堂主人，“在表面上看不到教师，但有处处有教师身影”，这样说，可能不好理解，通俗一点就是说，学生的汇报交流，决不能成为天马行空，漫无边际，教师应在学生的汇报散漫时、观点不清乃至错误时进行必要的引导，特别是化学学科，教师应在无意之中将学生的观点引导到对文本主旨的把握，否则表面热烈的背后极有可能成为空谈。

生本课堂中，教师要甘做绿叶，要把舞台让给学生，我认为，一个太过于强势的教师是不能胜任生本教育的。通过网络学习，看到这样一个案例，深圳沙河小学胡梅主任在一次观摩课后，她听到了听课老师的一种评价：“这班的学生还可以，但老师不行”。作为一个曾取得全国青年教师课堂教学大赛一等奖的老师来说，这种评价确实不是滋味，但她说，在生本的课堂中，教师就是要这样。这就是“用教师的无为 成就学生的精彩”，须知这在学生精彩的背后，教师付出多少啊！真正是“待到山花烂漫时，她在丛中笑！”

生本教育的开展，成败在于教师，在于教师的观念、理念，而不是其有多深的专业素养，我认为，生本教育的开展，为师生的共同成长提供了一个平台和机会，教师专业上的欠缺是可以弥补的，而一个观念上有问题的教师，无论其专业素养有多高深，都不能胜任这项工作，我在上面提到过，一个太过强势的教师是不能从事生本教育的，这样的老师太容易把课堂变成展示自己才华的舞台，获得一种表面的虚荣和快感，从而让学生的智慧、才华在教师的光环下湮灭。选择教师的另一个关键因素，是教师有没有一种崇高的教育使命，生本教育是需要教师有这种境界的，在现行的生本评价模式中，是不提倡平时考试的，就是说，在一定的时间段内，没有一种和传统评价模式一样较为显性的指标来评价教师的工作，这就有可能成为一些不负责任的教师逃避教育责任的空间，“也许三五年后，我已经不再这个学校了，至于那时的情况如何，我可不管了！”但如果真的这样，学生的时间、生命谁来买单！

我常常想，生本教育实验的开展，教师要有两个念：先进的理念和坚定的信念：没有先进理念的支撑，工作会偏离方向，南辕北辙，没有坚定的信念，工作就难以长久，这应该是我们这些刚起步的实验校要强化的一种认识，在实际的工作中，还要有几个心：一是细心——关注细节；二是耐心——克服烦燥情绪；三是关心——全心全意为学生服务，在工作中处处体现生本。

以前看肖川教授关于理想课堂的表述：“唤醒沉睡潜能、激活封存记忆、开启幽闭心智、放飞囚禁情愫”，为这种课堂境界叫好、追寻，但一直未有所获，而通过对生本教育理念的理解，对生本课堂实地的感受，我认为，生本的课堂，就是肖教授所倡导的理想课堂，是一种真正能激发学生内在潜能的课堂，是一种符合生命成长规律的生态课堂、绿色课堂。

第五篇：我对生物能源前景的看法

我对生物能源前景的看法

摘 要

自人类迈进二十一世纪以来，开发新能源成为全世界解决能源问题的共同出路。与化石燃料相比，新能源具有可再生、对环境友好等特点，更符合人类可持续发展的目标。其中，太阳能、风能、地热能、水能和潮汐能，是开发较早的新能源，已在实际生产生活中发挥了重要作用。曾一度被人们看好的核能，有着极高的能量值，可是其高额的研究经费和潜在的巨大毁灭性，令世界大多数国家望而却步。而作为新能源中“排行”靠后的生物能源，却在最近几年内忽然人气锐增，势如破竹，被看作是“新能源家族中可实现度最高的未来能源”。近年来，随着生命科学、生物技术、营养学、现代化工、食品科学等学科的不断发展，对生物资源中的活性成分有了新的认识，为生物资源的开发利用拓宽了思路，注入了新的活力，展示了广阔的前景。关键词:清洁能源；安全能源；可再生；低碳经济

一、“低碳经济”势在必行

随着汽车的逐渐家庭化，能源的消耗急剧增加，油价的不断攀升，使人类猛然惊醒,不得不开始反思和纠正自身不科学地利用能源的行为。在深刻反思贪婪性消耗能源行为而觉醒的基础上,及时把发展新能源、节约能源、保障能源安全和可持续发展置于经济社会发展的战略地位,建立健全起符合本国实际需要的能源安全保障体系。就我国而言,确保为13亿人口提供安全的、低成本的“环境友好型”新能源。能源生产和消费量巨大的我国,开拓清洁能源,合理利用能源,千方百计减少“碳排放”、乃至“零排放”,振兴“低碳经济”,已成为势在必行、刻不容缓的重大战略举措。

我国的终极目标是,要逐步实现碳排放低增长、零增长、乃至于负增长,完成由“高碳”向“低碳”的过渡。然而,由各种客观条件决定,我国只能逐步地探求“碳解锁”之道,不断降低单位能源消费量的碳排放量,即降低碳强度。与此相适应,选择适用本国的、包括碳捕捉、碳封存、碳蓄积等多种技术方式;特别是采取化石能源替代、利用“低碳能源”和“无碳能源”等技术途径,以达到控制和降低二氧化碳的排放量和排放速度,最终实现在经济持续增长的同时,碳排放显著下降的目标。与根本转变经济发展方式并行,人们的消费方式也必须革新和改变。经济学意义的消费,包括生产消费和生活消费。要双管齐下,扭转人们的高碳消费倾向和碳偏好,摒弃挥霍无度的高消费行为,提倡科学理智、健康文明的消费风尚,以有效减少化石能源消费量,告别奢华的“高碳生活”,迎接质朴的“低碳生存”。广义而言,低碳生存是一种理智、健康、持续的生存方式。它体现出先进文明的能源消费价值观,并依据“低碳程度”采取低碳消费方式,主要包括:“恒温消费”,即消费过程中温室气体排放量最低;“节约消费”,即消费主体对资源和能源的消耗量最经济;“安全消费”,即消费结果对消费主体和生存环境的损害最小;“可持续消费”,即有利于社会经济可持续发展;“新产品消费”,即更多选择低能耗、低排放、低污染的低碳产品。

总之,全社会都要履行推动“高碳消费方式”向“低碳消费方式”转化的共同职责。

二、生物能源能促进低碳经济的发展

发展低碳经济,逐步减少、直至摆脱已历经几百年对化石能源的依赖,积极开拓绿色能源,大力发展生物质能源。所谓生物质能源,主要是指在生物体（尤为植物）内，经一系列化学反应所释放出的能源。迄今,国内外采用不同技术手段、利用不同生物质材料、加工生产出不同形态的生物质能源,其战略性产品是生物燃料,主要包括生物燃料乙醇、生物柴油和沼气等。其实，世界上90％的能源消耗来自植物光合作用所积累的能源，比如地球演变的历史上所积累的矿物能源（煤、石油、天然气，因为它们是堆积在一起的有机物经地质作用形成的），但总有一天矿物能源会消耗殆尽。能源危机威胁着人类的发展。所以发展可再生能源，尤其是利用植物光合产物转化成便于利用的能源，引起了全球的广泛关注。人类利用生物能源，实质是将植物通过光合作用固定的碳的能量释放出来。它的好处在于:

一、中性的碳循环，即无温室效应；

二、生物再生的能源有助于克服化石能源供应的萎缩。并且，发展生物能源不仅可以解决资源、环境的问题，还可以带动农业产业的发展，实现环境与经济效应的双赢。如今,生物燃料日益受到广泛的、高度的重视,几乎聚焦了世界的目光,成为发展低碳经济需要的新能源。这是由生物燃料多种优越性所决定的。

目前,世界上生物燃料主要包括三大类:第一类是液体生物燃料,包括利用淀粉类、糖类和纤维类生物材料生产的玉米燃料乙醇、木薯燃料乙醇和纤维素燃料乙醇,以及利用动物和植物油脂生产的生物柴油等。第二类是气体生物燃料,包括沼气、生物质汽化、生物质制氢等。像利用粪便和工业废水转化生成的沼气。第三类是固体生物燃料,主要包括成型燃料、“热电联产”与直接燃烧等。像把生物质固化为成型燃料,利用生物质材料燃烧转化生成电能,或利用生物质汽化生成燃气燃烧发电等。

据专家预测，如果按照当前的利用水平，煤炭可开采1O0年，石油将在1O0年后被耗尽，天然气则可最多开采50-60年。而生物能源却是可循环利用的，此外它不含硫，且碳循环是动态的。因而各国日益关注生物能源的开发和研究，并制定了相应的发展战略，如美国的“能源农场计划”，预计到2016和2017生产酒精的玉米使用量将超过玉米总产量的30％。生物柴油中大豆油使用量将占到大豆油产量的2／3，从纤维中提炼油料也将逐步进入能源更新计划。巴西的“酒精能源计划”，南部地区一些原本种植谷物和油料作物的土地将被改种甘蔗，中西部地区原本生产大豆的土地也将被改种甘蔗。这样生物燃料总生产量将从目前的大约5200万加仑增长到2016年的9200万加仑。此外还有日本的“阳光计划”、印度的“绿色能源工程”等。所以开发和发展生物质能源具有多种优越性:

（一）环保性

利用包括生物燃料乙醇、生物柴油和沼气等在内的生物燃料,都可明显减少碳排放,减轻污染,有利于保护生态环境。“酸雨”、“温室效应”等都已给人们赖以生存的地球带来了灾难性的后果。而使用大自然馈赠的生物能源，使用过程中几乎没有SO2(二氧化硫)产生。生物能源燃料燃烧所释放出的C02(二氧化碳)大体上相当于其生长时通过光合作用所吸收的C02，两者相互抵消，所以几乎不会产生污染。应用生物能源时C02的排放可以认为是零，这是气、油、煤等常规能源所无法比拟的。用生物质代替煤，1GJ(10的9次方焦耳)可以减少排放出0．025吨碳。由此看来，更加有利于减少污染的形成和环境保护。

（二）可再生性

很久以前人们就开始利用生物质作为能源及物质资源，用于取暖、造纸等。通过燃烧、微生物分解的方式，将被植物吸收固定的碳转变成二氧化碳排放到大气中，也还可以通过光合作用再次回到植物体内。按照物质循环理论，物质是不灭的，只要大气和生物质之间存在光合作用，即存在着碳循环，大气中的二氧化碳就不会增加也不会减少，即自然界中的碳一直处于平衡状态,人们永远可以加以利用。由此可见，生物质最大的特点是可以再生。由于分布面积广，能因地制宜地进行种植，并能通过规模化种植，保证产量，所以是一种可再生的种植能源，而非一次性能源。

（三）安全性

众所周知，作为新能源的核能，它存在着巨大的毁灭性，对技术要求相当高，自然灾害对其影响也比较大。如最近的日本福岛核泄漏事故，对日本本国及世界各地造成了极其严重的影响。核泄漏是核能利用致命漏洞。而生物能则不然，他不存在这样巨大的安全隐患，是一种相对比较安全的能源。

（四）可替代性

利用现代技术可以将生物能源通过热转化、化学转化、高能转化和生物转化等方法，转化成替代化石燃料的汽油、煤油和柴油及含氧燃料添加物甲醇和二甲醚、燃料乙醇等。在热转化方面，生物能源大体上可在以下三方面为人类提供能源：一是直接燃烧提供热能；二是气化提供燃料气，可以发电或用于城市煤气；三是液化制取液体产品，这种产品便于储存和输送，可替代部分场合下使用的燃料油，还可进一步生产其它化学品。

（五）资源丰富性

我国生物质能资源相当丰富，仅各类农业废弃物(如秸秆等)的资源量每年即有3．08亿吨标煤，薪柴资源量为1．3亿吨标煤。加上粪便、城市垃圾等，资源总量估计可达6．5亿吨标煤以上，约相当于1995年全国能源消费总量的一半。据估计，我国每年产生的生物质总量有50多亿吨(干重)，相当于20多亿吨油当量，约为我国目前一次能源总消耗量的3倍。

三、发展生物能源的意义

（一）有利于缓解能源供求矛盾，维护能源安全

生物能源是人类赖以生存的重要能源，它仅次于煤炭、石油和天然气，位居世界第四大能源，在整个能源系统中占有重要地位。我国是一个经济迅速发展的国家，能源资源总量比较大，但人均拥有量远低于世界平均水平。煤炭、石油、天然气人均剩余可采储量分别只有世界平均水平的58．6％、7．69％和7．05％。

首先，煤炭面临“三大不足"的压力：煤炭精查储量不足、生产能力不足和运输能力不足。对于一个以煤炭消费为主的国家来讲，的确面临着巨大的能源压力。2004年我国能源消费量为19．7亿吨标准煤，随着经济的发展，预计到2020年能源消费量将达到30亿吨标准煤以上，到2050年可能要达到50亿吨标准煤以上；其次，我国石油勘探难度不断加大，新增储量质量变差，经过努力做到了稳产、小幅增长尚有可能，但大幅增长的可能性不大。随着我国经济的发展，对石油的需求量日益增加，我国进口的石油，从1994年的300万吨增加到2004年的1．4亿吨，进口依存度达46％，并且由于国内需求将持续增长，对国际石油资源的依存度可能达60％；再次，我国天然气处于勘探早期阶段，储量、产量快速增长，但快速增长的天然气生产难以满足更快的需求增长。从近几年的能源供需形势看，能源消费总量越来越大，快速增长的能源供应仍赶不上更快增长的能源需求。我国人均消费水平还很低，且处于工业化、城镇化进程加快的时期，这一阶段正是能源消耗“倒U”型上升阶段，随着经济规模的进一步扩大，能源供求矛盾将长期存在。

生物能源是最佳的可再生能源。太阳能、风能、水能等可再生能源可以提供能量，但不能进行物质性生产，不能像煤炭和石油那样形成庞大的煤化工和石油化工产业。而生物能源既是可再生能源，又能生产出上千种的化工产品，具有化石能源所不能比拟的独特优势。发展生物能源可以逐步摆脱因过度消耗煤炭、石油进口等受制于人的局面，减少为此付出的外交代价。这将对维护我国能源安全、提高我国能源自给率、改善能源结构发挥重要作用。

(二)有利于环境问题的解决，减轻环境压力

环境不仅孕育着各种自然资源，是人类生产与发展的重要物质基础，环境还以其复杂的生态功能承载着人类的生存与发展。环境问题是我国经济社会进一步迈向可持续发展之路的重要问题。我国以煤炭为主的能源结构和粗放型的增长方式已对环境造成了很大的破坏。不断增长的人口和大量不合理使用土地的做法，正在使本来就稀缺的沃土土质受到破坏；生物多样性遭受严重的威胁；能源消耗居世界第二位，二氧化硫排放量居世界第一位，二氧化碳排放量居世界第二位，我国的酸雨面积随着二氧化碳、二氧化硫排放量的增加有不断扩大的趋势；缺水和水质恶化，工业、市政、农业和生活污水不经处理就排放，造成河流、湖泊和地下水被严重污染。随着能源消费总量的增加，我国的环保难度也将越来越大，因此在能源发展过程中，必须兼顾安全性、经济性和清洁性的要求。发展生物能源，可以减少对环境的废弃物排放和环境污染，减轻环境承载压力，有利于环境问题的解决和环境生态功能的恢复与提高。

第一，减少二氧化碳等温室气体的排放，有利于温室效应等环境问题的解决。生物质是一种有机原料，在转化过程中排放的二氧化碳量等于生长过程中吸收的量，燃烧过程中的硫化物和氮化物较少，从整个生命周期来说，对碳贡献基本为零。从而极大地减少空气中二氧化碳的浓度。

第二，减少生产废弃物和生活垃圾的环境排放量，有利于水环境污染及城市垃圾成灾等问题的解决。通过生物质的开发利用，作物秸秆、畜禽粪便、林产废弃物、有机垃圾等农林废弃物和环境污染物被大量回收、加工、利用并且可以干净地燃烧，使之无害化和资源化，便于将植物储存的光能与生物资源深度开发和循环利用相结合，从而减少有机废弃物在环境中的堆积与直接排放，减少工业有机废水、废渣直接排放造成的水环境和土壤环境污染。更是从根本上解决了农村中广泛存在的农业、林业废弃生物质造成的水、土环境污染与环境破坏，有利于环境质量的改善和生态环境系统自身功能的恢复与提高。

（三）有利于增加农民收入，促进农村经济发展

生物能源，主要集中在农村，无论是用于发电还是生产液体燃料，都是废物利用。可大幅度提高农业生产的附加值，有效增加农民收入，使农民直接受益，这对我国农村的发展具有特殊意义。

首先，生物能源的种植和开发有利于增加农民收入。由于我国农业长期在低端领域发展，提供食物和一般工业的初级原材料。这就导致农民增收困难，没有需求拉动，农产品的市场范围受限，农产品价格偏低，挫伤农民参与农业生产的积极性。而通过生物能源的种植与开发，可以很好的解决这一问题。一般来讲，每亩地平均可以产生约1吨秸秆，如果每吨秸秆按售价200元计算，相当于每亩地净增加收入200元。如果每户农民有10亩地，就可以增加收入2000元。按平均每户4人计算，相当于人均增加500元。此外，还可以将荒山、荒坡承包给农民种植能源林，通过出售能源植物增加收入。

其次，生物能源的发展也有助于带动相关产业的发展，促进农村经济的发展。生物能源的发展有助于带动大宗粮食深加工及相关产业的发展，实现农副产品的增值和转化。生产1t(吨)燃料乙醇，用红薯作原料大致需要7t，用木薯，甜高粱和秸秆作原料分别需要5t，4t和lOt。四川盛产红薯，仅四川省每年红薯产量就达170万t，目前的状况是：30％的红薯用作种子，30％用来喂猪，30％烂掉，进入流通领域的红薯只有10％。从当地农民手中收购，现在售价是0．2元／kg(公斤)，农民因此增收非常微薄。如果发展生物燃料产业，可卖到0．4元／kg，无疑会增加当地农民收入。再如，吉林燃料乙醇生产带动周边地区平均玉米增收35元／t。按目前每户3人，每户耕地产7t玉米计算，平均每人年增收82元。所以说发展生物能源有助于增加农民收入，帮助农村地区脱贫致富、实现小康目标。

四、我国的生物能源现状

我国政府十分重视生物能源的开发，早在上世纪50年代就在农村推广沼气，并收到良好的效果。本世纪初国家又决定发展燃料乙醇，先后在东北、华中和华东建立了大规模的燃料乙醇生产企业，并制定了相关标准，目前已有部分省市(如广西)的汽车在使用乙醇汽油。近年来我国还投入了相当的力量组织生物能源的研究与攻关，在产能微生物研究、生物转化研究、过程与设备研究等方面都取得了可喜成果。

我国是粮食大国，资源丰富多样，但由于人口的众多，同时也是资源匮乏的国家，发展生物能源十分符合我国国情。对此农业部成立了生物质工程中心，目的是加强农业生物质技术研究，在生物能源的开发等方面取得突出进展，并使我国在未来达到国际先进水平。与此同时，国内的众多科研院所也纷纷加入研发行列，试图开拓出自己的道路。巴西、美国等利用玉米淀粉转化成酒精已经取得很大成效。但是就世界上大多数国家和地区而言，不可以用有限的耕地去发展新的能源产业。所以利用荒地种植野生、半野生的能源植物已是大家认同的发展方向。另外，与某些国家采用把玉米、甘蔗转化成乙醇，或是从油料作物中提取生物柴油不同，我们国家把目光放在了更为高效的纤维素上。目前生物能源的主要形式有燃料乙醇、生物柴油、生物制氢和沼气。我国生产这些生物能源的主要能源有：(1)淀粉质原料：主要有木薯、甘薯、玉米、马铃薯、小麦、大米和高梁等；(2)糖质原料：主要有甘蔗、糖蜜和甜菜；(3)纤维素原料：纤维素原料是地球上最有潜力的燃料乙醇生产原料，主要有农作物秸秆、森林采伐和木材加工剩余物、柴草、造纸厂和造糖厂含有纤维素的下脚料、生活垃圾等；(4)其他原料：如造纸厂的亚硫酸盐纸浆废液、淀粉厂的甘薯淀粉渣和马铃薯淀粉渣、奶酪工业的副产品等。而生物制氢的原料较为丰富，迄今为止，已有牛粪、精制糖废水、豆制品废水、乳制品废水、淀粉废水、酿酒废水、麦麸、酒糟、玉米秸秆等农业固体废弃物以及厨余垃圾可以生成氢气，其中以葡萄糖、污水、纤维素为原料的研究较多，但均处于实验室水平。

结论

生物能源潜力无限

就我国而言，我国生物燃料的研制和加工起步较晚。然而,生物燃料乙醇深加工业在资源开发、技术提升、生产规模、产品销售等方面都初战告捷。从“十五”开始,我国先后建成5个生物燃料乙醇定点生产企业。2005年,全国燃料乙醇总产量达到102万吨;2006年,增长到160万吨;2007年再增到189万吨,居世界第三位。我国对生物燃料乙醇试点定点厂实行“四定”政策:一是“定点生产”;二是“定向流通”;三是“定区使用”;四是“定额补贴”。到2006年,国家对4个定点厂的定额补贴统一为1373元/吨,同时免征5%的消费税。展望未来,我国开拓和发展生物燃料的前景十分广阔。

21世纪是生物的世纪,是科学技术飞速发展的新世纪,可持续发展是当前经济发展的趋势所在。面对化石能源的枯竭和环境的污染,生物能源的开发利用为经济的可持续发展带来了曙光。生物能源作为可再生,污染极小的能源,具有无可比拟的优越性,必将为21世纪的经济发展和环境保护注入强大的推动力,展现其无穷的潜力。

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