生物系統工程學

生物系統工程學（Biological systems engineering），是生物工程學的一個分支。生物系統工程學可簡述為生物系統論、仿生工程與基因工程的整合，涉及醫療診斷、藥物篩選、遺傳育種與生物製藥等產業，包括了轉基因生物反應器、分子與細胞生物計算機等技術開發。

基本介紹

• 中文名：生物系統工程學
• 外文名：Biological systems engineering
• 生物系統技術：仿生工程與基因工程的整合
• 涉及：遺傳育種與生物製藥等產業

簡介

生物系統工程學（Biological systems engineering），是生物工程學的一個分支。

生物系統技術

生物系統工程學可簡述為生物系統論、仿生工程與基因工程的整合，涉及醫療診斷、藥物篩選、遺傳育種與生物製藥等產業，包括了轉基因生物反應器、分子與細胞生物計算機等技術開發。 2002年，曾邦哲在德國提出細胞計算機模型（cell automatics, the bio-computer），2003年美國貝克萊大學J.Keasling成立了世界上第一家合成生物學系 - 系統生物學基礎的遺傳工程，採用酵母細胞表達天然植物藥箐篙素分子，實現工程微生物代謝工程製藥。

採用高通量生物技術、計算機輔助設計技術、納米生物技術，人工合成全基因乃至基因組，把細胞作為計算機來重新進行人工設計，將帶來細胞製藥廠和細胞生物分子計算機的產業化。系統生物工程是系統生物學的工程套用，包括合成生物學。歐美科技權威機構稱基因工程、轉基因動物與分子生物技術時代已經轉向系統生物工程、系統與合成生物學時代。

發展

2002年，曾邦哲在德國提出細胞計算機模型（cell automatics, the bio-computer），2003年美國貝克萊大學J.Keasling成立了世界上第一家合成生物學系 - 系統生物學基礎的遺傳工程，採用酵母細胞表達天然植物藥箐篙素分子，實現工程微生物代謝工程製藥。採用高通量生物技術、計算機輔助設計技術、納米生物技術，人工合成全基因乃至基因組，把細胞作為計算機來重新進行人工設計，將帶來細胞製藥廠和細胞生物分子計算機的產業化。

系統生物工程是系統生物學的工程套用，包括合成生物學。歐美科技權威機構稱基因工程、轉基因動物與分子生物技術時代已經轉向系統生物工程、系統與合成生物學時代。

首次以藻類生物燃料

提供部分動力的飛機及氫燃料電池無人機試飛，研發出“病毒電池”，重視可燃凍的開採潛力，加大對智慧型電網的研發投入。

毛黎（駐美國記者）2009年1月6日，美國大陸航空公司一架以生物燃料作為部分燃料的飛機進行了試飛，這是首次以取自藻類等植物的燃料作為飛機燃料。

3月，美國聯合環境和能源有限責任公司首次成功地開發出了經濟且利於環境的、將水藻油轉換成生物柴油的途徑。新方法至少比現有方法減少40%的成本，且生產過程不產生廢水。

伊利諾斯大學利用玉米作物中的“光澤15”（Glossy15）基因及轉基因技術開發出了一種理論上可以大量生產生物質的玉米作物。

在3月公布的經濟刺激計畫中，美政府宣布撥款110億美元用於智慧型電網技術。

4月初，麻省理工學院的研究人員利用基因工程病毒首次成功研製出“病毒”電池，其與用於驅動混合動力汽車的先進充電電池不僅在儲能和動力性能上相媲美，且可以用來為眾多的小型攜帶型電器提供電能。

5月，哥倫比亞大學表示，他們已經掌握了一種用於開採海底可燃凍的密封調壓空心鑽，提高了出產率的同時降低了能耗，有望用於商業開發。

6月，美國迅力光能公司開發出了一種製造大型可捲曲太陽能板的技術。它能十分方便地安裝於屋頂和車輛外，預計2010年正式上市。

7月，加州大學開發出了一種通過在鋁箔上生長直立的納米柱來製作新型太陽能電池的技術，該技術的光電轉換率可達6%，生產成本可低至單晶矽太陽能板的1/10。

10月，美國海軍研究實驗室研製的氫動力燃料電池無人機“離子虎”在試驗飛行中，持續飛行時間達23小時17分鐘，創下燃料電池無人機的飛行時間新紀錄。

核電發展計畫

啟用首個使用廢物生成的生物瓦斯發電的小型熱電站，世界首座浮動核電站動工。

張浩（駐俄羅斯記者）2009年1月20日，俄政府總理普京批准了《2020年前利用可再生能源提高電力效率國家政策重點方向》。“政策重點”確立了可再生能源利用的宗旨和原則，規定可再生能源發電、用電規模指標及其落實相關措施。

1月31日，俄羅斯首個使用廢物生成的生物瓦斯發電的小型熱電站在莫斯科正式啟用。該熱電站利用生物瓦斯領域最先進技術，能夠將廢水生成瓦斯並保證淨化設備的功效和生態安全，是目前俄羅斯境內唯一完全使用生物瓦斯發電的熱電站。

4月，俄羅斯國家核能集團公司召開會議，部署2030年前俄羅斯核電發展計畫。根據這一計畫，俄羅斯將新建核電站裝置26座，核電在國家電力總產量中的比例達到25%—30%，屆時俄核電規模和核電在國家電力中所占比例將達到西方已開發國家水平。

世界首座浮動核電站項目於2009年上半年動工。這一低功率浮動核電站將於2012年交付使用，不僅能提供電能、熱能，還能淡化海水，最低使用壽命為38年，主要套用於俄北部及遠東等地區供電、氣田開發等。

新型催化劑

第一座海上風力發電裝置投入使用，首座混合能源電廠開建。

顧鋼（駐德國記者）2009年，德國馬普研究所的研究人員成功地開發出一種固體催化劑，能使甲烷氣體方便高效地轉化成甲醇燃料，這項成果對有效利用天然氣資源具有重要的意義。

德國第一座海上風力發電裝置今年建成並投入使用，它是名為“阿爾法范土斯”的近海風力發電場計畫建造的12座類似風力發電裝置中的一個。“阿爾法范土斯”近海風力發電場建成後，每年生產的電力可供5萬戶居民使用。

4月，位於布蘭登堡州普倫茨勞的德國首座集風能、氫能、生物質能和太陽能於一體的混合能源電廠舉行奠基儀式，到2010年，這座投資2100萬歐元的電廠可以生產6兆瓦的電力。

法國推廣電動腳踏車

可充電混合動力車年底上路，綠色能源、核能並重發展。

李釗（駐法國記者）法國政府提供無息或優惠貸款鼓勵節能。法國政府與銀行、建築業及房地產從業者簽署了多項協定，為集體和個人改裝房屋提供無息或優惠貸款，以鼓勵他們節約更多的能源。

3月9日，巴黎市議會出台措施，對購買電動腳踏車的個人和企業給予補貼，以鼓勵更多的人使用這種能耗低、污染小的交通工具。

3月18日，法國環境與可持續發展部宣布，法國電力公司和日本豐田汽車公司聯合研製的100輛新一代可充電混合動力車將於年底駛上法國街頭。

6月9日，法國總統薩科齊說，法國將大力發展可再生能源，同時也不會放棄核能開發。法國希望到2020年將可再生能源在能源消費總量中的比重提高到至少23%。

7月30日，法國政府宣布設立“國家能源研究聯盟”，以充分調動不同機構的資源，提高法國在能源方面的研究能力和效率。

9月，法國總統薩科齊正式宣布，法國將從2010年1月1日起在國內徵收碳稅，徵稅標準初步定為每噸二氧化碳17歐元。後因民眾反對，推遲至2010年7月1日起實施。

氣溫升高4℃影響圖

何屹（駐英國記者）2009年，英國政府公布了一份“全球氣溫升高4℃影響圖”，該圖以最新的氣候預測模型為基礎，強調全球平均溫度比工業革命前上升4℃可能造成的影響。

9月初，一份名為《適應氣候變化成本評估》的報告在倫敦出爐，報告指出，《聯合國氣候變化框架公約》對適應並減緩氣候變化的成本估計遺漏了一些領域，而對另一些領域的成本估計不足，其實際成本要比《公約》估計的高出2倍到3倍。

嗜熱菌

開發出新型水處理技術。杜華斌（駐加拿大記者）加拿大科學家在挪威附近的北冰洋下低於零攝氏度的沉積物中，發現了一種數目龐大、處於冬眠狀態的嗜熱菌。該發現有可能使科學家有機會追蹤到來自海底熱環境中滲出的熱流，從而可能找到海底蘊藏的石油和天然氣。

雷克海德大學科學家將光催化技術和電化學氧化法結合，創造出了一種新型水處理技術，該技術能更廉價、更有效地去除污水中難以清除的污染物。

開發環保型船舶

擬建全球最大的海水淡化設施，推行“綠色情報信息發展計畫”。

邰舉（駐韓國記者）2009年，韓國STX造船海洋公司宣布成功開發出“環保型船舶”，通過使用高等級燃料等一系列技術革新，大幅減少了尾氣有害物質排量，並能節約一半左右的燃油費用。

韓國研究小組研發出了可使用全部可見光譜能量的全色染料感應太陽能電池技術，有望大幅提高電池效率。

韓國計畫在釜山建設全球規模最大的海水淡化設施，通過反滲透方式，每天生產4.5萬噸自來水。

韓國將在2011年底前建造韓國規模最大的1.5兆瓦沼氣發電設施。

韓國政府推行“綠色情報信息發展計畫”，幫助IT產業在2012年前減少7千萬噸碳排放量，每年節省20億美元以上的碳處理費用。

新型生物燃料

葛進（駐日本記者）從2009年2月開始，日本加大家用太陽能發電普及力度。對於安裝家用太陽能發電設備的家庭不但給予補助金，而且政府還購買家庭發電所剩餘的電量。

日開始新型生物燃料技術開發，該技術的研發目的是使用非食用植物作為燃料的來源，目前計畫中使用的原料主要包括麥稈、稻草以及林業生產中的廢棄物。

智慧型太陽能電池板

路面發電技術、新型太陽能熱電裝置和空氣制水機。

鄭曉春（駐以色列記者）前沿太陽能公司開發出一種智慧型太陽能電池板，可實時監測其運行狀況。使用這種太陽能電池板不僅能比傳統太陽能電池板多提供25%的能量，還有助於增強系統的安全性。

因諾瓦太克公司利用壓電晶體開發出一種路面發電技術，當汽車或行人經過時，路面在壓力作用下產生電流，可供家庭或公共設施照明使用。

奧拉太陽能公司研發出一種可兼用太陽能和天然氣等傳統能源發電的新型太陽能熱電裝置。這種裝置採用了太陽能熱電技術，可混合使用太陽能和天然氣、沼氣、生物柴油等傳統能源，十分適合村莊或中小型社區使用。

以色列空氣制水公司研發出一種能將空氣中的水分轉變為飲用水的空氣制水機，可用於小型社區和邊遠地區小範圍供水，也可用於特殊環境下的供水，如發生供水恐怖攻擊後的緊急救援等。

突破技術瓶頸

研究第二代生物乙醇技術，興建可避免破壞森林的水電站。

張新生（駐巴西記者）2008年—2009年度，巴西科技部投入4000萬雷亞爾（1美元相當於2.15雷亞爾）開發生物柴油項目。

巴西國家技術研究院正在加緊研究利用各種生物廢棄物的第二代生物乙醇技術，可大大降低生物乙醇的生產成本，節省土地，將帶來巨大的環境和經濟效益。

1月，巴西農牧業研究院發現大面積種植的一種棕櫚樹可作為提煉生物柴油的油料作物。這種棕櫚樹耐受貧瘠的土地，可在牧場和叢林地帶種植，且產油量高、種植簡單、贏利明顯，適合小生產者開發。

9月，巴西推進一種“革命性”的能源模式，興建可避免對森林造成破壞的水電站。一旦水電廠中心設施建設完畢，被砍伐的植被就將恢復原貌。

支持可再生能源發展

重點發展聚光太陽能發電技術，加快電動汽車生產步伐。

李學華（駐南非記者）2009年3月3日至6日，南非召開應對氣候變化政策高峰會，為出台“國家應對氣候變化政策”提供框架檔案。根據規劃，南非將在2010年底正式發布《國家應對氣候變化政策》，2012年11月前，將其細化成具體的法律條文和財政措施。

4月，南非能源管理局推出“可再生能源保護價格”（REFIT），對垃圾填埋沼氣、小型水電、風能和集熱式太陽能等4種可再生能源發電實行保護價；10月，又將生物質發電、大規模光伏發電等納入REFIT。

4月16日，最佳能源公司宣布加快電動汽車JOULE的批量生產步伐，預計2012年將達到年產5萬輛的目標，其中80%將出口。JOULE的成功推出將使南非在可再生能源的開發利用方面處於世界前沿。

6月，南非能源部部長迪普奧·彼得斯在南非議會審議政府預算時表示，南非政府正在開展一項名為“工業能源公園”的概念項目，重點開發聚光太陽能發電（CSP）技術。 　6月24日，南非PBMR公司發言人湯姆·費雷拉稱，該公司將在2018年建成南非第一座功率為80兆瓦的基於球床燃料技術的核電及熱處理廠。PBMR被認為是最有希望滿足新一代核能系統要求的堆型。 3月，南非瓦爾理工大學發明了一種新型結構的垂直軸風力發電機，將大大降低風力發電的成本，且更容易製造，便於實現自動化生產。

南非能源部表示，擬開發多種財經工具，推出一系列財政措施，如“可再生能源保護價格”、“可再生能源財政補貼計畫”、“可再生能源市場轉化工程”、“可再生能源憑證交易”以及“南非風能工程”等，以支持可再生能源發展。

11月，南非宣布《太陽能熱水器計畫》，在未來5年的時間內，在全國安裝100萬台太陽能熱水器；到2020年，太陽能熱水器所占比例將達到50%。

農業環保

程剛（駐烏克蘭記者）國立航空大學成功研製出小型無人駕駛飛行器——“扎伊沃爾M6”系統，目的在於推廣環保型的農業技術，可以加大農作物的保護力度，提高經濟技術效益，獲得更環保的食品。