2007.No.10
·月刊
黄大飞
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在具有清洁、可再生等诸多优点的同时，与利用玉米等农作物提取乙醇的传统方法相比，纤维素乙醇来源于农作物秸秆，而不是农业食品。一旦实现产业化，不仅可以解决与人争粮的问题，更可以变废为宝。纤维素乙醇燃料在燃烧时产生的能量要大大高于生产时耗费的能量，燃烧时排放的温室气体不仅比汽油减少９０％，而且远低于谷物类乙醇燃料。试验结果表明，所有汽车不用任何改装，就可以使用加入１０％乙醇燃料的汽油。２ 目前存在的问题
目前已拥有用各种植物纤维素生产乙醇的技术，但由于工艺成本高，生产出的乙醇在价格上没有竞争力是主要的问题所在。要降低生产成本、提高效率需要对纤维素转变成乙醇的加工工艺做出改进。 要到能将纤维素分解成糖分的酵素以及喜欢以糖为食的微生物，还需要投入巨额的研究经费。 现阶段面临的主要挑战就是如何解决大规模生产问题。到目前为止，美国还没有纤维素乙醇的商业化工业，但是能源部表示，该技术已经成熟，正准备投入试运行。
美国能源部提出到２０３０年生物质要为美国提供
５％的电力、２０％的运输燃料和２５％的化学品，相当于当前石油消耗量的３０％，每年需要用１０亿吨干生物质原料，是当前消耗量的５倍。要达到此目标，廉价原料的持续供应是关键。农作物废弃物生物质可作为近期生产燃料和化学品的纤维素原料。但是，必须要开发一个综合的原料供应系统，以合理的价格提供原料。３ 研究进展
面对越来越严峻的能源危机和严格的环境保护法案，主要的能源进口国都加大了纤维素乙醇替代能源的研究与投资力度，希望以此改善本国的能源需求现状，减少对石油进口的依赖。
杜邦公司正在研究如何建造一座以玉米秆和玉米叶为原料的生物炼厂。该公司的目标是，到２００９年把用纤维素生产乙醇的成本降到用玉米粒生产乙醇的水平。如果成功，这种技术将使一块地所产玉米的乙醇萃取量增加一倍。杜邦每年的研发支出高达１３亿美元，但因这项研究风险太大，没有政府的支持公司是不会动手的。杜邦和Ｇｅｎｅｎｃｏｒ生物科技公司也加紧研发能够
太空风洞
孙晓梅
（中科院武汉文献情报中心，湖北 武汉 ４３００７１）
2007.No.10·月刊加速纤维素乙醇燃料生产的催化剂。目前杜邦取得的重大突破就是基因改良了乙醇生产用细菌运动发酵单胞菌，让它们在分解玉米粒中的葡萄糖和纤维中的木糖时一样有效。
世界最大的纤维素乙醇生产线在加拿大的Ｉｏｇｅｎ生物技术公司，其年产量达到１００万加仑。Ｉｏｇｅｎ的技术是将来自麦秆、玉米秆和风倾草的生物质通过热燃烧、化学和生化技术转化为纤维素乙醇。每吨纤维产出的乙醇量高达３４０升。植物纤维中的木素质产出的蒸汽和电力推动整个生产过程，避免了使用煤和天然气等温室气体排放的化石燃料。早在２００４年，Ｉｏｇｅｎ公司就生产出加拿大首罐商用纤维素乙醇燃料，并添加到加拿大石油公司加油站的汽油中公开销售。Ｉｏｇｅｎ公司还打算在２００９年之前与壳牌公司合资兴建一家纤维素乙醇燃料工厂。
把乙醇的成本降到消费者能接受的程度是研究所需要解决的主要问题。杰能科公司表示，他们的研究已经使纤维素乙醇的成本从５年前的每加仑５美元降低到每加仑 ０．２ 美元。现在生产乙醇的工厂所要做的，就是摸索出大规模生产的经验。
美国能源部计划为美国首建的三座纤维素乙醇生产厂提供资助，并号召社会企业前来竞争这一资助。能源部提供的援助资金为１．６亿美元，它宣布各竞标单位都需建立一座试验工厂，以显示其生产程序能适应大规模生产的需要。
奥地利、丹麦、德国、冰岛和瑞士等欧洲国家都在进行基础性生物质加工技术的研究开发。荷兰于２００３年开始一项４年的研发计划，内容是开发木质纤维素原料向乙醇、乳酸以及电力和热能转化的技术，该项目是由产业部门和研究机构合作进行的。
我国的纤维素乙醇燃料研发工作业已展开，纤维素酶科研项目进展比较顺利。利用麸皮、秸秆、玉米芯等纤维素类物质代替粮食生产乙醇燃料，既可增加农民收入，又能减少环境污染。新公布的《汽车产业发展政策》表示，“国家支持研究开发新型车用燃料技术，支持开发使用醇燃料、天然气、混合燃料、氢燃料等新型替代能源的汽车产品。”对发展节能环保汽车采取鼓励的态度。
今后几年，科学家们研究的热点将是燃料乙醇关键技术研究与产业化 。如何使生物质燃料的产出最大
化，以及优化生产的过程、降低成本、推进应用是一系列亟待解决的问题。美国能源部研究计划的核心是利用生物技术发展一个新能源工业：新能源产品能够储存和传输，能够分配给现有的加油站等基础设施，现有设施只需作适度的调整，能够供给目前的大部分汽车使用。４ 应用前景
纤维素乙醇是用于现代汽车中的可再生高级生物燃料，是减少燃油和温室气体排放的最经济的方法之一，能够成为经济实用的零碳交通燃料。美国能源部表示，利用不能食用的植物纤维制成的纤维素乙醇，有望替代美国三分之一的机动车汽油能耗。能源部还公布了发展纤维素乙醇燃料的研究计划，促使纤维素乙醇成为经济实用的零碳交通燃料，用于现代汽车中，减少燃油和温室气体的排放。
研究计划的目标是，到２０３０年，生物燃料取代２００４年交通消耗燃料水平的３０％。该目标是建立在与美国农业与能源部的合作研究成果基础之上的。美国大陆拥有充分的、可持续的生物质来源，足以替代３０％的汽油燃料。
美国能源部预计，为了完成这个３０％的目标，需要种植各种不同的作物，乙醇的年产量需要从４亿加仑提高到６０亿加仑。美国政府要求到 ２０１３ 年纤维素乙醇燃料的年使用量要达到 ２．５ 亿加仑。并允许对纤维素“生物炼厂”的贷款提供政府担保。国会委员会还在考虑更多鼓励措施。
加拿大自然资源部、农业与农业食品部及其他政府部门大约每年消耗１０万升纤维素乙醇燃料。加拿大政府出资建立了ｌ３个Ｅ－８５（８５％乙醇和ｌ５％汽油）加油站，并拥有大约９００辆乙醇汽车，这些汽车能使用乙醇比例高达８５％的混合汽油。
目前欧洲只允许在汽油中添加５％的纤维素乙醇，但是考虑到其减少温室气体排放的幅度和环保的迫切需要，提高这一比例是势在必行的。
专家预测，未来５年，伴随着国际原油价格的不断攀升，乙醇将在世界上成为一种主要的能源解决方案，随着技术的不断进步，在不增加耕地面积和不改变人们的膳食结构的条件下，利用纤维素做主要原料所生产的乙醇完全能够替代石油满足目前人类的能源需求。■
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