纤维素乙醇

理论与研究

2009年第4期

木质纤维素乙醇的研究进展

高凤芹1,2，孙启忠1,2，刑启明3

（1中国农业科学院草原研究所，内蒙古呼和浩特

北京（3中国农业科学院研究生院，

纤维素乙醇产业化的发展对策。

关键词：木质纤维素；乙醇；工业化；研究进展

010010）

010010）

（2农业部草原资源与生态重点开放实验室，内蒙古呼和浩特

100081）

摘要：综述了近年来国内外纤维素乙醇产业化的发展现状，分析了纤维素乙醇产业化亟待解决的关键技术，并提出了

随着化石能源的渐趋枯竭，粮食危机的不断出现,能源需求不断加大和油价持续上升等因素的影响，人们越来越认识到寻求清洁、可再生能源的迫切性。因此，越来越多的国家已将生物质能源产业作为一项重大的国家战略推进，纷纷投入巨资进行生物质能源的研发。20世纪70年代石油危机以来，一些国家开始尝试利用生物质资源生产液体燃料。其中由木质纤维素生产的燃料乙醇以其可再生性、无污染性和提高汽车的防爆性能等特点而被公认为是最有工业应用前景的可再生能源之一，得到了广泛的研究。11.11.1.1

国内外纤维素乙醇产业化发展现状国外纤维素乙醇产业化发展现状美国纤维质乙醇产业化发展现状

美国在将纤

美国、芬兰和法国等国应用。1.1.3

日本纤维质乙醇产业化发展现状

日本全国每

不少企业利用自行开发的技术或年有1000万t废木屑，

引进美国技术开展了以废木屑为原料生产燃料乙醇的工业试验。2003年5月投资5亿日元建成工试，目前日产乙醇2.50t。试成后拟建200t/d的商用装置，成本目标为25日元/L，将低于美国现有水平[5]。1.1.4

欧洲纤维质乙醇产业化发展现状

Abengoa是欧

洲最大的乙醇生产厂，同时也是世界排名第二的生产厂家，是以小麦秸秆为原料生产乙醇的瑞典生产商。目前,Abengoa正努力建两个生物质乙醇厂，一个在西班牙，一个在美国，两个都在施工过程中，他们的目标是在2011年前使该技术商业化。瑞典Etek中试乙醇厂日产量400～500升乙醇，每日需要消耗锯末或其他纤维质原料2t(以干物质计)。要建造一家年产3.90万t以木质纤维素为原料的乙醇厂需要投资1.25亿欧元，工厂能提供45～60人就业机会，运输及加工原料还另需40～80人。根据瑞典原材料的成本计算乙醇价格为每升0.35～0.45欧元，但从长远角度考虑，纤维素生产乙醇作为能源前景比较可观。1.2

我国纤维素乙醇产业化发展现状

我国燃料乙醇起步较晚，但是发展迅速，已成为继巴西、美国之后世界第三大燃料乙醇生产国。目前我国有一些科研机构、大学和企业在这方面也开始了研发工作，取得了一些进展。1.2.1

河南天冠集团

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中试生产线，标志着我国在生物质能源利用领域已跻身世界行列。目前，在河南天冠集团，一条年产300t乙醇的中试生产线已建成投产，6t麦秸可变成1t乙醇。此外，天冠集团还成功开发了新型乙醇发酵设备，可明显缩短发酵周期。据了解，天冠集团将在稳定中试生产线的基础上，通过优化工艺，再建一条1000t级纤维乙醇生产线，“十一五”期间，该集团以秸秆生产乙醇的成本可望与粮食生产乙醇基本持平。

生产和应用方面走在了世维质转化为燃料酒精的研究、

界的前列。1998年10月第一家商业性转化纤维质为酒精的工厂由BCInternational在路易斯安那Jennings开始破土动工，该厂以蔗渣和稻壳为原料，年产酒精20×106加仑,先进技术的应用使生产燃料乙醇的成本降低了2/3,约为每升0.24～0.34美元[1,2,3]。除此之外，加利福尼亚和纽约用城市垃圾生产酒精的建厂计划亦在进行中。1.1.2

加拿大纤维质乙醇产业化发展现状

加拿大纤

维质燃料乙醇工业一直处于领先地位。Iogen是一家生物技术公司，主要开发纤维素酶技术，在2004年开设了一家投资约4千万美元的纤维素乙醇厂，是首家纤维质乙醇工业化公司，处于世界领先地位。使用原料为麦秸等其他农作物废弃物，采用的技术是用稀酸结合蒸汽气爆预处理半纤维素，每周处理能力25t麦秸，年产32万该公司准备在加拿大或美国爱达荷州建设一个升乙醇。

耗资3.50亿美元的工厂。加拿大SunOpta公司采用稻草、玉米秸秆、草、树片、甘蔗渣等为原料生产各种生物转化产品，如纤维质乙醇、纤维质丁醇、木糖醇和膳食纤维等。该公司在世界范围内的纤维质原料转化乙醇技术上，处于领先地位，采用的技术是高压下连续气爆处理生物质，每小时处理原料500kg[4]。此技术已经在意大利、