世界纤维素燃料乙醇产业化进展
张宇;许敬亮;袁振宏;庄新姝;谭宇
【摘 要】Vigorously promoting the industrialization of cellulosic fuel-ethanol could help alleviate the energy crisis and environmental pollution from fossil energy combustion in a long time. In this paper, the recent industrialization progress of cellulosic ethanol in six countries (China, USA, Canada, Sweden, Japan, Spain and Brazil) was mainly introduced, and raw cellulosic materials and technologies ud in various demonstration and commercial plants were discusd. Finally, it was propod that cellulosic fuel-ethanol could be commercialized only if veral bottlenecks existing in sugar and syngas platforms were broken out.%大力推进纤维素燃料乙醇产业化，有助于减轻长期以来使用化石燃料带来的能源危机和环境污染。主要介绍了近年来中国、美国、加拿大、瑞典、日本、西班牙和巴西等世界上6个国家在纤维素乙醇产业化方面取得的进展，并简单说明了各个示范工厂和商业化工厂所采用原料与主要技术。最后提出了只有打破纤维素燃料乙醇在糖平台和合成气平台技术方面存在的各种瓶颈，才有可能实现纤维素燃料乙醇的大规模商业化。
工资计算公式
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2014(000)002
【总页数】光明拳6页(P198-202,206)
【关键词】燃料乙醇;木质纤维素;产业化;纤维素酶
【作 者】张宇;许敬亮;袁振宏;庄新姝;谭宇
【作者单位】中国科学院广州能源研究所，中国科学院可再生能源重点实验室，广东 广州 510640;中国科学院广州能源研究所，中国科学院可再生能源重点实验室，广东 广州 510640;中国科学院广州能源研究所，中国科学院可再生能源重点实验室，广东 广州 510640;中国科学院广州能源研究所，中国科学院可再生能源重点实验室，广东 广州 510640;中国石油塔里木油田公司，新疆 库尔勒 841000
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ214
简笔画桃子能源供给是经济可持续发展的支柱，环境保护是社会可持续发展的关键。煤、石油和天然气等矿产资源是当前最主要的能源物质。随着历史的进程，它们失去了再生的条件，大量的消耗必然导致快速的枯竭，同时也带来了巨大的环境破坏。因此，寻找可再生性的、污染排放小的替代能源，已成为维持我国人类社会可持续发展的紧迫任务。生物质能源因其可再生性和不污染环境等优势开始引起了越来越多人的注意。在生物质能源领域中最具发展潜力的品种是燃料乙醇。
锦囊妙计的意思
传统燃料乙醇的生产都是以玉米、小麦和木薯为主要原料，生产的乙醇量远不及化石能源的消耗量，而且还带来了“与人争粮”和“与粮争地”问题。同时玉米和小麦等粮食乙醇的全生命周期评估分析显示，其净能源产生并不高（约为乙醇所含能量的20%～30%）[1,2]，对环境的CO2减排效应也同样十分有限[3]。相比之下，纤维乙醇所形成的净能源高达90%以上，这是因为秸秆等纤维原料的生产可以不计入能耗。与粮食乙醇相比，纤维乙醇节省或替代化石能源，减少CO2排放的效果要大得多[4,5]。因此，各国政府大力发展纤维素乙醇，推动其产业化进程。目前绝大多数国家纤维素乙醇的研究都停留在实验室基础研究阶段，只有中国、美国、加拿大、瑞典、日本、西班牙和巴西等国家在产业化进展方面取得了一定进展，建有一些中试示范和商业化规模工厂。本文对此作一简单介绍，供相关研究
者参考。《读者》在线阅读
天马行空近义词木质纤维素原料制取燃料乙醇主要有两个平台，分别为糖平台和合成气平台[6](图1)。糖平台是先将纤维原料转变成葡萄糖和木糖等可发酵型糖，然后再用酵母将其发酵成乙醇。概括起来包括预处理、糖化和发酵等三个主要步骤；合成气平台是指将整个木质纤维素原料完全气化，然后利用微生物或化学催化剂将合成气转化成乙醇。与合成气平台相比，糖平台研究较多，相对成熟。合成气平台的优势是实现木质纤维素原料全组分的利用（包括糖平台无法利用的木质素）避免了原料预处理，缺点在于缺乏成熟的菌株（微生物法）和高能耗与产物复杂（化学法）。目前各国在建设或运行的示范工厂绝大部分都是采用糖平台技术，只有少数工厂采用的是合成气平台技术。
2012年，我国石油对外净进口量达2.84亿t，对外依存度达58%；2007年，我国燃烧化石燃料排放CO2突破60亿t，超过美国成为世界上最大的CO2排放国家，2010年，CO2排放更是达到72.585亿t（数据来自国际能源署（IEA））。能源战略安全和CO2减排问题，迫使我国政府大力发展纤维素乙醇等可再生能源。近年来在政府大力支持下和科研工作者的努力下，我国纤维素乙醇产业化取得了较大进步。
2006年6月26日，河南天冠集团建成投产了我国首条秸秆乙醇的中试生产线（年产300 t），标志着我国在生物质能源利用领域已跻身世界行列，2008年7月，该生产线设备调试完毕，工艺路线全部打通，第一批纤维乙醇顺利产出，进入试运行阶段。2009年6月22日，该集团又建设了国内首条年产3 000 t秸秆纤维乙醇工业化生产示范现并投入运行。2011年12月，该集团完成的万吨级纤维乙醇项目也顺利通过国家能源局鉴定，目前正在着手建设南阳15万t/a的纤维乙醇扩大示范项目，力争使纤维素酶活水平比2012年的基础上提高20%以上，进一步降低纤维素乙醇的生产成本。
周长和面积的区别山东龙力生物科技股份有限公司，自2005年开始研发纤维素燃料乙醇的生产技术，经过多年不懈努力，在产品研发、循环经济和生物质综合利用、产业集群和地域、生产技术等方面取得了明显的竞争优势。他们采用以玉米芯、玉米秸秆等农业废弃物提取完功能糖之后的生物残渣作原料，实现了纤维素燃料乙醇规模工业化生产，成本约为4 600元/吨，被国家发改委列入“高技术产业化示范工程”，获得2011年国家技术发明奖二等奖。 2012年5月14日，龙力生物收到山东省发改委关于《国家发展改革委关于山东龙力生物科技股份有限公司5万t/a年纤维燃料乙醇项目核准的批复》的通知，至此，龙力作为目前唯一能够生产二代纤维燃料乙醇的企业，获得了国家燃料乙醇定点生产资格，将按照“定点生产、定向流
通、封闭运行”的模式向石油部门进行销售。纤维素乙醇有望成为该公司的新利润增长点。
在国家科技部“十二五”计划的资助下，中国科学院广州能源研究所牵头，联合安徽丰原基团和广西科学院等单位在广西建设年产1 000 t的纤维素乙醇示范工厂。该工厂以糖厂榨汁洗涤后的蔗渣为原料（避免了原料收集运输成本），采用碱液高温蒸煮-超高压爆破联合预处理和高温瞬时酸水解糖化技术，然后与糖蜜混合发酵生产乙醇。目前初步计算乙醇的生产成本为4 500元/t，该工厂有望今年或明年建成。目前该研究所又在申请广东省科技厅资助，欲联合广东省翁源县茂源糖业有限公司和广州甘蔗研究所欲在韶关再建立一家年产1 000 t的蔗渣纤维素乙醇工厂。
此外，还有2011年5月，中粮集团、中海油集团已分别与英国TMO可再生能源公司签订联合技术开发协议，开始针对纤维素乙醇商业化项目进行前期准备；济南圣泉集团股份有限公司包含2万t纤维素乙醇生产在内的生物炼制一体化项目一期工程于2012年7月投产；中粮与中石化合资建设的以玉米秸秆为原料的纤维素乙醇示范工厂正持续推进中；中兴能源也计划在2015年前建成以甜高粱渣为主要原料的纤维素乙醇示范项目。
对于合成气发酵制取乙醇，宝钢集团走在全球前列。2012年11月，宝钢建成了国际上规模
最大的钢厂尾气制乙醇中试工厂（300 t/a），气体转化率等指标达到国际先进水平。下一步，中试工程将对工艺作进一步调整，提高稳定性和经济性，预计在2014年，宝钢将建成全球第一家采用合成气发酵制乙醇的商业化工厂（10万t/a）。
美国是世界乙醇生产的领头羊，在将纤维质转化为燃料酒精的研究、生产和应用方面走在了世界的前列。美国2007年立法指令要求到2022年每年必须提供160亿加仑纤维素乙醇。对此美国能源部2007年宣布在未来4年内出资3.85亿美元，与企业合作，建造6个年产1 000万加仑以上的商业化生物乙醇示范厂，以验证现有技术的可行性。6家示范厂的具体投入、原料和产量如表1所示。
社会主义核心价值观的内容距今为止，除Alico宣布今后不再建纤维素乙醇厂和Iogen宣布了暂停与能源部合作外，其他4家公司都取得了一定进展，但只有Abengoa Bioenergy和Poet建立的工厂成为美国目前唯一的两家商业化规模规划的纤维素乙醇工厂。
