第二代生物燃料-纤维素乙醇
第二代生物燃料中纤维素乙醇的现状与发展
第二代生物燃料中纤维素乙醇的现状与发展摘要:文章综述了第二代生物燃料中纤维素乙醇生物燃料的现状,而中国是纤维素资源大国,利用木质纤维素生产燃料乙醇可改善能源保障,实现能源供应的可持续发展,阐述了发展纤维素乙醇对环境有利方面,以及对纤维素乙醇的未来展望。
关键词:第二代生物燃料;纤维素乙醇;木质纤维素;燃料乙醇21世纪工业迅猛发展,日渐富裕的人们对生活质量的要求越来越高。
汽车的数量逐日增长,对石油过分需求,使得石油价格不断攀升,对石油过分依赖,让国家安全、经济安全及环境安全遭受威胁。
生物燃料是人们寻求替代能源的重要方向。
第一代生物燃料是以玉米、小麦等粮食作物作为生产原料的技术,日趋严峻的世界粮食形势,使之渐失优势,遵循不“与粮争地”,不“与人争食”方针路线的第二代生物燃料正成为未来生物能源产业发展的方向。
第二代生物燃料是以麦秆、草和木材等农林废弃物为主要原料,采用生物纤维素转化为生物燃料的模式,主要发展纤维素乙醇即乙醇燃料。
当世界面临环境与发展的挑战,为避免交通给城市带来污染,乙醇被视为代替和节约汽油的最佳燃料,具有廉价、清洁、环保、可再生等诸多优点。
目前,世界上许多国家都注重生产乙醇的生物技术的开发。
自然界中,废弃木质原料如农林废弃物、草、锯末和木片等都是潜在的生产乙醇的可再生性资源。
自然界每年大约形成8 666亿吨植物有机物,这些可再生性资源如果能够合理利用,将其转化为可替代石油的燃料是一种颇有前途的能源技术,缓解全球面临的资源危机、食物短缺、环境污染等问题。
1第二代生物燃料第二代生物燃料是指摆脱利用粮食作物为原料转化为生物燃料的应用模式,继而以麦秆、草和木材等农林废弃物为主要原料,其原料多来自植物秸秆等废料,不会产生与人争粮的情况,利用降解材料作能源,有利于发展循环经济。
由于第二代生物燃料的技术成本太高一直未能大规模使用。
自2008年以来,传统石化燃料价格飞扬,使用大量粮食转化生物燃料导致全球范围的粮荒,第一代生物燃料饱受诟病,原料价格不断高涨,世界对能源的需求呈现不断上升的趋势。
第二代生物燃料
第二代生物燃料摘要：作者阐述了第二代生物燃料的由来，概括了第二代生物燃料——“草油”的生产工艺和独特优势，并对其未来的发展做出展望。
关键词：第二代生物燃料；纤维素乙醇；纤维素汽油；草油1 第二代生物燃料的由来石油是主要的化石能源之_，—直以来都推动着工业和社会的发展。
然而，地球上蕴藏的可开发石油资源却只剩下几十年的寿命，而且使用石油资源所带来的环境问题也日益突出：石油燃烧会产生大量的含碳氧化物及少量含硫、含氮化合物，这些化合物要么是温室气体，要么能产生酸雨，不仅造成环境污染更能伤害人体健康。
因此，积极寻找一种石油的替代资源就势在必行，于是生物质能就渐渐进入了人们的视wo所谓生物质能就是储存于生物质资源中的能量，这些生物质能源主要是指可再生的有机物质资源，主要包括农作物、树木等植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物等，可以储存由光合作用产生的能量，因此，生物质能也是太阳能的一种转化形式，也具有可再生、应用潜力大等特点，科学家们需要做的就是，将这些能量进行开发并加以应用。
20世纪30年代，巴西最早使用甘蔗进行发酵，生产出乙醇燃料，用以驱动汽车，像巴西这种以可食用作物(主要包括玉米、大豆、甘蔗等)为原料制造出的生物质能被称为第一代生物燃料，其代表产品是通常所说的生物乙醇和生物柴油，前者由富含单糖、寡糖或淀粉的生物质原料经过发酵、蒸馏、脱水等步骤制成，后者为以动植物油脂为原料，经过酯交换反应(碱、酸、酶催化或超临界条件下)加工而成的脂肪酸甲酯或乙酯燃料。
虽然第一代生物燃料已在许多发达国家推广使用，但第一代生物燃料并非长久之计，原因有二。
其一，没有足够的耕地以满足发达国家10％的液态燃油原料需求，比如在2008年，由于生产第一代生物燃料而对粮食作物的额外需求使得粮食价格大幅上涨；其二，原料成本太高，特别是生物柴油，原料构成了其成本的70％，这也使得第一代生物燃料的价格高于石油，远离了人们所期望的对替代石油具有积极影响的能源形式。
第二代生物燃料-纤维素乙醇
五 纤维素乙醇产业前景
随着世界各国经济发展的不断加快,能源危机将 会越来越严重,乙醇燃料正在表现出唯一可以 替代石油制品的独特魅力。因此,充分利用各 种技术提高能源作物的产量和品质,并加快纤 维素乙醇产业化,对根本解决能源和环境的制 约, 实现经济社会的可持续发展意义重大。
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四、纤维素乙醇的国内外现状
国外生物柴油发展现状
1973年世界石油危机后,巴西就实施了“国家乙 醇生产计划”；目前已经发展320多家燃料乙 醇生产企业 。 美国在燃料乙醇的生产上仍然是世界乙醇生产 的领头羊,在将纤维素转化为燃料酒精的研究、 生产和应用方面走在世界的前列。 加拿大、丹麦、芬兰……
四、纤维素乙醇的国内外现状
2010年诺维信酶制剂诺纤力TM 赛力二代(CELLIC CTec2) 发布会
三、纤维素乙醇相关技术
加州大学伯克利分校：纤维素预处 理的专利技术 加拿大米西索加（Mississauga） Woodland生物燃料公司及其合作者 使用Woodland生物燃料公司的低压 催化（CPRT）专利技术生产纤维素 乙醇
三、纤维素乙醇相关技术
Butalco公司的核心技术基于遗传学 上优化的酶母（Saccharomyces cerevisiae） ZeaChem公司于2010年6月30日宣布， 采用其工艺，纤维素乙醇已可达到 商业性生产规模
酶解
纤维素酶产量不高、活性低、稳定性差、使用寿命短 酶解中要降低成本
发酵
木糖难发酵 发酵中要优化发酵菌，提高乙醇产率 目前研究较多的是将这三步分散、耦合或者丙型，例如同步糖 化发酵、高浓度酶循环水解（利用两个或多个生物反应器）
二代燃料乙醇的燎原之火
物 质 乙醇 生 产 技术 将 从 第一 代迈 入 第 二 代 ，即 从 以 消 耗 粮 食 到 度 。” 吴 桂 芳 从 生 物 化 学 角 度 对 发 展 第 二 代 燃 料 乙醇 的 所 需 攻
消 耗 农 林 废 弃 物 生 产 乙醇 的转 变 。 诺 维 信 中 国研 发 中心 亚 洲 生 物 能 源 高 级 经 理 吴 桂芳 博 士 表 克 的 技术 挑 战进 行 了通 俗 的 解 释 。 目前 用 于 纤 维 素 水 解 的 方 法 主 要有 化学 法 和 酶解 法 。前 者
“ 维 素 在 植 物 活 体 中属 于 结 构 性 的物 质 ，它 由葡 萄 糖 分 纤
｜一 集 团以及中国石化集团就纤维素乙醇的产业化事宜 ＿ ＿
— 在 北 京 签 署 了备 忘 录 ，宣 布 将 共 同致 力 于 第 二 代 燃 子 链 接 而 成 ，糖 与 糖 之 间 的化 学 键 比 较稳 定 ，因 此 不 像 麦 粒 、
料 生 产 技 术 中 ，中粮 在 国 内是 第 一 位 ，此 外 他 们 也 做 过 一 些 非 实 验 室 （ Ｅ ） 展 相 关 研 究 。 而 诺 维 信 自 ２ ０ ＮＲ Ｌ 开 ０ ０年 开 始 研 发 粮 原 料 乙醇 项 目 ，有 着 丰 富 的燃 料 乙醇 生 产 经 验 。” 用 于 生 产 纤 维 素 乙醇 的酶 制 剂 和 优 化 工 艺 ，拥 有 业 界 领 先 的发 酵 法 生 产 纤 维 素 乙醇 酶 的核 心 技术 。三 年 内 ，再 生 能 源 实 验 室
２０ ０ ９年 ，诺 维 信 推 出 纤 维 素 酶 赛 力 一 代 。２ １ ０ ０年 ，赛 力
到 ２２ ０ ０年 能 够 为 中 国替 代 ３ ０ １ ０万 吨 汽 油 ，使 中 国对 进 口原 油 二 代 纤 维 素 乙 醇 复 合 酶 问世 ，与 一 代 相 比 ，添加 量 可 降低 一半
杜邦丹尼斯克公司纤维素乙醇验证装置投产
到生 物燃料 改 质的技 术工程 业务 和下 游工 艺步骤 相关 服
务， 将 提 供 氧 气 和 氢 气 ， 气 将 用 于 气化 工 艺 过 程 ， 气 也 氧 氢 用 于 使 生 产 的 合 成 燃 料 提 高 产 量 和 改 进 质量 。 该 中 型 装 置 使 生 产 第 二 代 生 物 燃 料 的 所 有 过 程 组 合 在一套装置内 。 ［ 文 摘 译 自 Ｃ ， ０ ９ｌ—３ 章 Ｅ ２ ０ 一２２ ］
ｄｅｅ ｇ ｎｔ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｆｃ ｅ ｎｉ ｇ ｅ ｓｉ ｇ ｃ ｋ ｔｒ ｅ ｒｏ ｐ ｍ ｎ ｅｏ ｌａ ｎ ｘｉｔｎ ｏ ｅ．
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ ｇ ｓ ｉ ｙ Ｗ ｒ － ａ ｏｌ ｎｅ；ｄ ｔｒ ｅ ；ｓｍ ｕｌｔｏ ｅ ｔ ｅ ｅ ｇ ｎｔ ｉ ａｉ ｎ ｔ ｓ
采 用 基 于 杜 邦 Ｚ ｍｏ ｎ ｓ 术 创 新 的 乙 醇 化 工 艺 ， ｙ ｍｏ ａ 技
林业残余物 转化成第 二代生物燃 料 ， 该装置将 建在法 国东 北 部 距 离 Ｎａ ｃ ｎｙ约 ８ ｍ 的 Ｂ ｒ Ｓ ｕｒｎ ＮＩ 集 团 ０ｋ ｕｅ ａｄｏ 。Ｃ Ｍ
（ ｄｔｒ ｎ ｅ 设 工 业 公 司 ） 作 为 该 项 目的 承 包 商 。 法 Ｍｄ ｉ ｒ ｄ 建 ｅａ 将
验。
法 国原子 能委 员会（ Ｅ 于 ２０ 年 １ Ｃ Ａ） ０ ９ ２月 ２ 日推 出 ３ 建 设 生 物 质 转 化 中 型 装 置 第 一 阶 段 项 目计 划 ， 使 农 业 和 将
该 装 置 组 合 了 基 于 杜 邦 公 司 先 进 的 缓 和 碱 法 技 术 的
预 处理 技术 ， 以便用 于糖化 ， 化基 于丹尼 斯克 公司 蛋 白 糖 质工程 化创新以及商业化规模 经验 。
第二代生物乙醇
第⼆代⽣物⼄醇第⼆代⽣物⼄醇杨巧⽂173********技术概况第⼆代⽣物⼄醇是指相对于⽟⽶⼄醇（第⼀代⽣物⼄醇）⽽⾔，以⽣物质（农林作物废料，即⽊质纤维素）为原料⽣产的⽣物⼄醇，包括纤维素⼄醇和纤维素⽣物汽油两种产品。
技术原理1.纤维素⼄醇⽬前已经建有⽰范装置和⼯业装置的纤维素⼄醇⽣产技术有以下4种：a.硫酸/酶-⽔解发酵技术⾸先把⽣物质原料⽤酸分解为半纤维素糖浆（⽊糖和其他5碳糖）和纤维渣（纤维素和⽊质素），⼆者分离以后糖浆⽤专⽤的酵母发酵为稀⼄醇，纤维素⽤⼯业酶分解并发酵为稀⼄醇，最后通过蒸馏得到燃料级纤维素⼄醇。
⽣物质残渣⽤作锅炉燃料⽣产⼯艺⽤蒸汽。
b.硫酸⽔解-发酵技术⽤浓硫酸作催化剂，把纤维素和半纤维素原料转化为葡萄糖和⽊糖，收率是⽤稀硫酸和酶⽔解的1.5-3.0倍。
⾸先把原料⼲燥到⽔分少于10%，然后与75%的浓硫酸接触，在85℃左右和常压下蒸煮30min，再把⽔解得到的6碳糖、5碳糖与酸和⽊质素及其他固体物分离。
⽊质素和其他固体物⽤作锅炉燃料⽣产⼯艺⽤蒸汽和⼯⼚⽤电。
约98%的酸和100%的糖在模拟移动床⾊谱分离器中回收。
酸循环使⽤，糖通过酵母连续发酵转化为⼄醇(6碳糖100%转化，5碳糖20%转化)。
该⼯艺的关键技术⼀是⽤浓硫酸进⾏⽔解，⼆是⽤⾊谱分离回收酸，⽽不是中和并处理废料。
c.酸⽔解-发酵-酯化-加氢技术1—⽣物质：硬⽊、软⽊、柳枝草、⽟⽶秸秆；2—化学分级分离；3—糖液；4—发酵；5—⼄酸；6—⽣产酯；7—⼄酸⼄酯；8—⼄酸⼄酯外销；9—加氢；10—⼄醇外销；11—氢⽓；12—⽓化；13—残渣去⽓化以废⽊材等为原料，通过酸⽔解得到葡萄糖和⽊糖溶液，然后⽤⼄酸菌发酵把糖转化为⼄酸，接着再酯化得到⼄酸⼄酯，⼄酸⼄酯（全部或部分）加氢得到⼄醇。
氢⽓由酸⽔解得到的⽊质素⽓化⽣产。
由于⽤⼄酸菌发酵把所有糖都转化为⼄酸，不产⽣CO和其他副产物，因此碳没有2损失。
常规⼯艺是通过酵母发酵⽣产⼄醇，每⽣产1个分⼦⼄醇放出1个分⼦CO。
主流第二代生物乙醇技术发展报告12
主流第二代生物乙醇技术发展报告1第二代生物乙醇介绍1.1第二代生物乙醇的概念1.2 生物乙醇的发展现状1.2.1 主要燃料乙醇生产地的生产容量1.2.2 全球燃料乙醇生产容量预测1.2.3 燃料乙醇的历史与现状1.3 发展第二代生物燃料乙醇的必要性2 第二代生物乙醇主流关键技术2.1 原料技术2.1.1木质纤维素原料成分与结构2.1.2 主流第二代生物乙醇原料种类2.1.3 能源作物育种与栽培管理技术及经济性特点2.1.4固化成型打包与粉碎技术及经济性分析2.2 预处理水解技术及其它预处理技术2.2.1 酸水解技术2.2.2 蒸汽爆破技术2.2.3 其他预处理技术2.2.4 预处理技术展望2.3 酶解技术2.3.1 酶水解及酶复配技术2.3.2纤维素酶的吸附、脱附与重复利用2.3.3 表面活性剂2.3.4酶解工艺技术及工艺耦合2.3.5 酶解反应器研究进展2.4 发酵技术2.4.1 水解抑制剂抑制作用的减少与消除2.4.2 木质纤维素水解液乙醇发酵条件研究2.4.3 木糖的乙醇生物发酵2.4.4 混合糖底物的乙醇发酵2.4.5 超高浓度乙醇发酵技术2.5 蒸馏与脱水技术3 政策与市场前景分析与建议3.1 政策3.2燃料乙醇产业可持续发展因素3.3燃料乙醇产业可持续发展建议3.4 第二代燃料乙醇产业发展与前景预测1第二代生物乙醇的介绍1.1第二代生物乙醇概念乙醇俗称酒精。
学名乙醇，乙醇在工业生产中又叫酒精，乙醇是其化学名称。
工业上通常叫的无水酒精，含乙醇在99％(V/V)以上，专供科研和作分析试剂用。
酒精的大生产中以含乙醇95％(V/V)以上的医药酒精和99.5（20℃）％(V/V)的工业酒精为主。
酒精的分子式是C2H5OH，分子量为46.07。
按功可划分为：食用酒精、医用酒精、工业酒精和燃料酒精。
在生产工艺上，食用酒精与燃料酒精的区别是，食用酒精要脱杂，不脱水，纯度为95%；而燃料酒精要求脱水，不脱杂，纯度为99.2%。
第二代生物燃料乙醇技术竞赛提速
优 势 不 明 显 其 原 料 供 应 存 在 风 险 受到 价格 上 涨 供
给 季 节性
、
轮 国 际 竞赛
。
种 植结构 调 整等 多种 因 素 制约
。
．
是 刚性需
从 玉 米 制 乙 醇 到 秸秆 制 乙 醇
．
短短数年问
，
折射
求对 应 柔 性供 给
维素
．
而 我 国秸 秆
6
．
、
林 业 废 弃 物 等富含纤
吨 的纤 维 素 乙 醇
51
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中试 装 置
产 规模
”
．
目前 这 个 装 置 运 行 良好
，
未 来打 算 扩 大 生
售 收入 达 到
30
，
亿美元
。
。
据 了解
。
在美 国 燃料 乙 醇 已 经 拥 有
。
一
个 大 市场
，
事实 上
醇试 点外
，
除 中粮 集 团 在 黑 龙 江 肇 东 的 纤 维 素制 乙
纤 维 素 乙 醇 的产业 化 研 究工 作也 正 在
通 过 生 物 发酵
．
每 年 它 可 以将
。
多 吨 的农 作
截至
200 8
．
年
8
月
．
全球 有超过
40
个纤维 素
物 秸 杆 转 化 为绿 色 燃 料 乙 醇 有 了完整系统 的
生产 技 术
”
、
目前
．
我 们 已 掌 握 并拥
第二代生物燃料中纤维素乙醇的现状与发展
２ 第 二代 生 物燃 料 中 的 纤维 素 生产 乙醇 的 前景
纤 维 素 是 地 球 上 最 丰 富 的 可 再 生 资 源 ，是 各 国可 再 生 资 源 的重 点 。纤 维 素 乙 醇 因 此 被 当作 最佳 液 体 替 代 燃 料 并 具 有 生 态 效 益 而 成 为 工 业 生 物 技 术 的研 究 热 点 。 中
第２ ９卷第 １ Ｏ期
Ｖ０ ．９ １２ Ｎｏ．２ １
企 业 技 术 开 发
ＴＥＣＨＮ０ＬＯＧＩ ＣＡＬ ＤＥＶＥＬ ０ＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩ Ｅ Ｓ
２１ ０ ０年 ６月
Ｊ ｎ ．０ ０ ｕ ｅ２ １ 来自第 二代 生 料 中纤维素 乙醇 的现状 与发展 物燃
董 彩 霞 ， 慧 颖 ， 苗 苗 华 许
为未来生物能源产业发展 的方 向。第 二代生物燃料是 以 国发展纤维素 乙醇兼具资源和人力两大优势。中国 目前 麦秆 、 草和木材等农林 废弃物 为主要原料 ， 采用生物纤维 的粮 食 产 量 大 约 ｌ 亿 斤 ，而地 上 茎 秆 和地 下 部 分 至 少 万
素 转 化为 生 物 燃 料 的模 式 ，主 要发 展 纤 维 素 乙醇 即 乙醇 还有 １ 万亿 斤 。 时 ， 有 地 上 的草 ， 同 还 山上 的林 ， 为 发 展 都 燃料。 当世 界 面 临 环境 与 发展 的挑 战 ， 为避 免 交 通 给 城 市 纤 维 素 乙醇 提 供 方 便 。玉 米燃 料 乙醇 只是 中 国燃 料 乙 醇 带 来 污染 ， 乙醇 被 视 为 代替 和 节约 汽 油 的最 佳 燃 料 ， 有 具 廉价 、 洁 、 保 、 清 环 可再 生 等 诸 多 优 点 。 目前 ， 界 上 许 多 世 国家都注重生产乙醇的生物技术 的开发 。 自然界 中， 废弃 木 质原 料 如 农林 废 弃物 、 、 末 和木 片等 都 是 潜 在 的生 草 锯 产业 发 展 的开 端 ，以纤 维 素 为原 料 的第 二 代 生 物 燃 料 乙 醇才 是 未 来 大 规 模 替 代 石 油 的关 键 。 国家 对 纤 维 素 乙 醇
第二代燃料乙醇原料
第二代燃料乙醇原料
乙醇是一种供给宽度很宽的天然可复位燃料，其正是植物硫酸盐和木糖醇经过发酵、蒸馏后形成的醇类燃料。
一般来说，乙醇燃料被定位为第二代燃料，分为两种：化学乙醇和生物乙醇。
一、化学乙醇
1. 乙醇燃料的来源
化学乙醇主要由传统这几种原料（如天然气、汽油等）组成，经过二甲醚反应、
乙烯氢化反应等等一系列的化学反应而产生，被称为“化学乙醇”。
2. 乙醇燃料的优势
化学乙醇最为显著的优势在于其成本更低，而且更容易控制能量输出，也更容易
存储。
二、生物乙醇
1. 乙醇燃料的来源
生物乙醇主要由植物硫酸盐（如玉米）和木糖醇（由木质素降解而来）经过发酵，然后再经过蒸馏而提炼，最终得到“生物乙醇”，也就是第二代乙醇燃料。
2. 乙醇燃料的优势
生物乙醇具有有机天然物质，更具有清洁性与环保性，勤劳反应才能，可以轻易
替换成就发动机驱动，对环境危害较小。
荷兰DSM公司推出第二代生物燃料(乙醇)生产技术
Ｙａ ｓ ｎ Ｍ ｕ ｉａ Ｄ ａ ａ ｉ Ｚｈ ｏ Ｄｏｎ ｓ ｎｇ ｏ Ｌｉｏ ｇ， Ｈａ ｔｏ， ｉ Ｔｉｎｌ ｎ， ａ ｇ ｈｅ
（ Ｉ Ｐ ｎ ｄ ｏＲｆｎｎ ＳＮＯ ＥＣ Ｑｉ ａ ｅ ｉ ｇ ｉ ｇ＆ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｏ ｐ ｎ ， ｎ ｄ ｏ２ ６ ０ ） ｈ ｍ 催 化 剂 在 海 南
简 于 ｛乙
炼 油 化 工有 限公 司 表现 优 异
中 国 石 化 海 南 炼 油 化 工 有 限 公 司 采 用 渣 油 加
荷兰 Ｄ Ｍ公 司推 出第二代 Ｓ 生物燃料（ 乙醇 ） 生产技术
荷 兰 ＤＳ 公 司正 在 向 市 场 上 推 出其 高 效 的 第 二 代 生 Ｍ 物 燃 料 （ 醇 ） 产 技 术 。据 称 ， 是 一 种 以 木 屑 、 草 、 乙 生 这 稻 秸 秆 等 植 物 纤 维 为 原 料 生 产 生 物 乙 醇 的新 工 艺 。 相 对 于 以
个 高 苛 刻 度 的 渣 油 加 氢 装 置 。 在 综 合 考 虑 催 化 剂 整 体 活
生 物 燃 料 以 非 粮 食 作 物 为 原 料 ， 大 限 度 地 避 免 了 “ 人 最 与 争粮 、 粮争地 ” 与 的现 象 ， 有 非 常 大 的优 势 。 具 该 新 工 艺 分 两 个 步 骤 ， 先 用 一 种 新 研 制 的 酶将 预 处 首 理 后 的 植 物 纤 维 素 转 化 为 可 发 酵 的 糖 ， 后 再 用 新 开 发 的 然 酵 母 将 糖 发 酵 成 乙 醇 。 其 新 型 酶 的 优 势 不 仅 在 于 它 们 能 够 比 市 场 上 现 有 的产 品 或 试 验 样 品 更 有 效 地 分 解 生 物 质 ， 还 在 于 它 们 可 以 在 更 高 的 温 度 下 起 作 用 。 这 些 特 殊 的 性 能 不 仅 可 以 降 低 酶 的 使 用 量 ， 能 够 在 发 酵 过 程 中更 好 地 还 控 制 污 染 ， 而 提 高 原 料 利 用率 ， 从 降低 能 耗 ， 缩 短 生 产 周 并
语文阅读训练：第二代生物燃料（附答案）
语文阅读训练：第二代生物燃料（附答案）语文阅读训练：第二代生物燃料（附答案）①与第一代生物燃料最重要的区别之一在于，第二代生物燃料是以非粮作物乙醇、纤维素乙醇和生物柴油等为代表，原料主要使用非粮作物，秸秆、枯草、甘蔗渣、稻壳、木屑等废弃物，以及主要用来生产生物柴油的动物脂肪、藻类等。
第二代生物燃料即非粮食乙醇燃料，其实第二代生物燃料也分为二代：第一代主要用甜高粱、木薯等非粮食农作物进行提取，优点是淀粉及糖含量高，能替代玉米、小麦等粮食作物；而下一代则以纤维素为主要原料，例如植物的茎叶、农作物秸秆、林业剩余物等都可以转化为燃料，扩大生物燃料的作物种类，更可以废物利用，这是当前国际研究的重点。
②另据美国能源部研究，更注重生态效应的第二代生物燃料有望减少最高达96％的温室气体排放；而第一代以玉米为原料的燃料乙醇，平均仅可以减少约20％的温室气体排放。
而且，第二代生物燃料，尤其是纤维素乙醇的取材范围相当广泛，秸秆等纤维素类农业废弃物大量存在。
农业废弃物均可入料，保证了生物能源的可持续发展，解决了第一代生物燃料生产过程中耗费更多能源和使用更多化学物质的问题，同时也降低了对人类健康的潜在威胁。
③汽车发动机不需要改造就可以直接使用掺入了生物乙醇的汽油或柴油，使得第二代生物燃料已成为许多国家开发生物燃料时的新宠。
德国大众公司等欧洲汽车制造商就与德国佛莱堡科伦工业集团开展合作，共同开发取自稻草或秸秆的第二代生物燃料，该工业集团年产2万吨的“第二代生物柴油”项目已启动。
其次，生产第二代生物乙醇的催化酶技术未来几年成本还将快速下降，大规模工业生产的可行性非常强。
美国能源部通过资金支持国家可再生能源实验室与企业合作。
对纤维素催化酶进行优化，大大地降低其成本，使第二代生物燃料技术能早日投入实现产业化和商业化。
UOP公司等许多新能源企业纷纷纽建第二代生物燃料生产厂。
巴西石油公司则研究从秸秆、稻壳等农业废弃物中提炼乙醇，并加紧生产厂的建设。
纤维素为原料的第二代生物燃料乙醇
纤维素为原料的第二代生物燃料乙醇2010年10月12日来源：中国产经新闻阅读：282核心提示：相比粮食生产乙醇不同的是，纤维素乙醇是从自然界丰富而又不能食用的“废物”纤维素中得来。
因此有专家断言，玉米燃料乙醇只是中国燃料乙醇产业发展的开端，以纤维素为原料的第二代生物燃料乙醇才是未来大规模替代石油的关键。
相比粮食生产乙醇不同的是，纤维素乙醇是从自然界丰富而又不能食用的“废物”纤维素中得来。
因此有专家断言，玉米燃料乙醇只是中国燃料乙醇产业发展的开端，以纤维素为原料的第二代生物燃料乙醇才是未来大规模替代石油的关键。
“中国每年可利用的秸秆资源量为6亿～7亿吨，除了喂养牲畜和秸秆还田，多余的2亿多吨秸秆即可用来生产乙醇。
”托马斯·纳奇说：“按照5吨秸秆生产出1吨乙醇计算，从2亿多吨秸秆中可以得到5000多万吨乙醇，几乎等于目前中国的汽油总消耗量。
”“到2020年，基于农作物废弃物的纤维素环保乙醇能够替代3100万吨的汽油，能够替代10%的汽油消耗，将形成一个工程建造投入达到960亿元的新兴产业，每年产生的是320亿元，能够提供600万个工作机会。
同时，纤维素乙醇在二氧化碳减排方面优势非常显著，纤维素乙醇在消费过程中二氧化碳的排放量跟汽油相比可以减排90%。
到2020年后，一年时间纤维素乙醇就可以帮助中国减排9000万吨以上的二氧化碳。
”托马斯·纳奇说。
但是，托马斯·纳奇说，要将这些“废物”变成乙醇，比用玉米等粮食作为原料的难度更大。
作为发酵法生产纤维素乙醇的一种关键成分，酶制剂可被用来降解生物质中的纤维素，经过预处理和酶解糖化过程发酵生产出乙醇，再以一定的掺混比添加到汽油中成为乙醇汽油。
托马斯·纳奇向记者介绍了纤维素乙醇的生产工艺，第一步是预处理，将搜集来的原料的纤维结构打开，让酶制剂进入；第二步是水解，把酶加进去以后，将纤维素和半纤维素转化为糖；第三步是发酵，把木糖和果糖转化为酒精。
二代生物燃料的发展与木材水解酒精的地位分析
二代生物燃料的发展与木材水解酒精的地位分析引言随着全球能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视，生物燃料作为一种可再生能源受到了广泛关注。
传统的一代生物燃料主要包括玉米乙醇和纤维素乙醇，但这些生物燃料在生产过程中存在一定的限制和环境问题。
为了克服这些问题，二代生物燃料的发展成为了当前研究的热点之一。
本文将重点探讨二代生物燃料发展的现状和木材水解酒精在其中的地位。
二代生物燃料的概念与特点二代生物燃料是指通过利用非食用植物或废弃物来生产的燃料，主要包括纤维素乙醇、生物柴油和生物天然气等。
与一代生物燃料相比，二代生物燃料具有以下几个特点：1. 原料丰富多样：二代生物燃料的原料不仅限于食用作物，而是可以利用农业废弃物、林业废弃物、城市垃圾等多种资源。
2. 提高能源产出：二代生物燃料生产过程中，可以完全利用废弃物中的纤维素和半纤维素，提高能源产出效率。
3. 减少对食物竞争：二代生物燃料的生产不依赖于食用作物，因此不会与食物供应产生竞争。
木材水解酒精的地位分析木材水解酒精是生物燃料中的重要组成部分之一，具有广泛的应用前景和重要的地位。
以下是对木材水解酒精地位的分析：1. 原料丰富可持续：木材作为一种常见的可再生资源，在全球范围内广泛分布，具有较高的可再生性和可替代性。
木材水解酒精的生产原料主要包括木材、木屑和废弃木材等，原料丰富可持续。
2. 生产技术成熟：木材水解酒精生产技术已经相对成熟，通过利用酶和化学反应将木材中的纤维素和半纤维素转化为酒精，工艺路线清晰明确，生产效率较高。
3. 能源产出高效：木材水解酒精生产过程中完全利用木材中的纤维素和半纤维素，相对于一代生物燃料能够提高能源产出效率，具有更高的能源利用率。
4. 环保友好：木材水解酒精生产过程中使用的原料为可再生资源，减少了对食物的竞争，同时，在生产过程中没有产生过多的污染物和温室气体排放，对环境的影响较小。
5. 应用广泛多样：木材水解酒精作为生物燃料，可以广泛应用于交通运输、发电和农业等领域。
第二代生物燃料前景看好
第二代生物燃料前景看好
全球知名增长咨询公司Frost&Sullivan近日发布的一项研究成果显示，虽然目前第二代生物燃料市场面临诸多问题，市场规模不大，但其前景看好。
随着第二代生物燃料技术的逐步成熟，未来其市场发展将呈指数式上升。
第二代生物燃料技术是指以麦秆、稻草和木屑等农林废弃物或藻类、纸浆废液为主要原料，使用纤维素酶或其他发酵手段将其转化为生物乙醇或生物柴油的模式。
Frost&Sullivan预计，2019年将是第二代生物燃料技术大规模工业化的一年，市场规模将以每年20万吨的速度增长。
在2019年前后，第二代生物燃料有望成为能源的重要组成部分。
我国拥有丰富的纤维素资源。
据估算，我国每年生产的农作物秸秆、谷糠和饼粕的总产量高达7.8 亿吨以上。
目前大量的秸秆主要被用于生物质直燃发电，燃烧转换效率并不高。
由于缺乏成熟的秸秆制备燃料乙醇技术，纤维素制备乙醇的转化成本偏高。
该项技术一旦取得重大突破，将成为生物质直燃发电的有力竞争对手。
由于整个行业还处于起步阶段，市场规模偏小，没有激烈的市场竞争，先期进入的企业一旦确立技术优势，就能在市场竞争中处于有利地位。
随着政策扶持力度的加大和新进入企业的增多，预计未来第二代生物燃料技术进步的步伐会越来
越快。
美国第二代生物燃料发展动力不足
今年2月，美国一上诉法院公布了对美国石油学会(American Petroleum Institute)起诉美国环保署(Environmental Protection Agency)一案的裁决结果。
美国石油学会辩称，美国环保署高估了去年市场上纤维素乙醇的产量，纤维素乙醇属于第二代生物燃料，从不属于人类食物链的原料提炼而成。
原告美国石油学会表示，这让炼油和混炼企业进退两难。
美国炼油企业预计要实现的可再生运输用燃料的目标与美国环保署的估值挂钩。
然而，尽管美国环保署去年制定了865万加仑的纤维素乙醇目标，但实际上产量只有2万加仑。
美国石油学会表示，这一缺口确实不应由其会员企业承担。
法官的决定有点复杂。
一方面，他们认定，美国环保署提出的更高纤维素乙醇产量目标确实属于美好愿望，法律上没有规定。
另外，法官同意美国环保署的观点，即这一目标不需要下调，因为必要的话可以使用其他第二代生物燃料。
这一决定突显出生物燃料行业面临的两种压力。
首先，批评者称监管似乎与科学不同步。
从柳枝稷和橘子皮中提炼出能源是很难的，生产商几乎肯定不会完成美国可再生燃料标准(Renewable Fuel Standard)确定的2022年的目标。
然而，监管机构和政治人士似乎没有放弃他们的梦想。
实际上，在上诉法庭就美国石油学会和美国环保署一案做出裁决几天后，美国环保署将2013年的纤维素乙醇产量估值上调至1400万加仑，同时上调了产量要求。
这一形势让投资者和企业押注于政治意愿和政府资金能否向科学施压，他们通常会在不久之后对这些押注进行对冲。
英国石油(BP)在佛罗里达的举措稍显过头，该公司计划建厂启动纤维素乙醇的商业化生产，但最终于去年秋季取消了建厂计划，转而投资于纤维素乙醇的研发。
英国石油当时表示：“鉴于英国石油目前在全球日益扩大的大规模投资组合机会，我们认为，把建设这家工厂所需的巨额资金重新配置到其他更具吸引力的项目中符合股东的最大利益。
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三、纤维素乙醇相关技术
Iogen公司拥有世界上最先进的纤维 素乙醇制造技术；Iogen公司的纤维 素乙醇专利技术：
/publish/portal3/tab342/info2 619.htm
2010年诺维信酶制剂诺纤力TM 赛力二代(CELLIC CTec2) 发布会
在中国,燃料乙醇的主要原料是玉米和小麦； 浙江大学 “利用农业纤维废弃物代替粮食生产 酒精”； 华东理工大学于2005年已建成了纤维乙醇600 t/ 年的示范性工厂; 山东大学微生物技术国家重点实验室主要开展 “纤维素原料转化乙醇关键技术”研究
四、纤维素乙醇的国内外现状
国内生物柴油发展现状 河南天冠集团； 吉林九新实业； 中粮集团
与第一代最重要的区别之一，就在于是否以粮食作
物为原料
二、第二代生物燃料产品 纤维素乙醇 原料预处理：除去部分或全部木质素 酶解：水解纤维素和半纤维素得到戊糖和已糖 发酵：发酵糖液得到乙醇
二、第二代生物燃料产品 生物柴油
三、纤维素乙醇相关技术
预处理
预处理中要提高原料利用率、酶解效率、得糖率
酶解
纤维素酶产量不高、活性低、稳定性差、使用寿命短 酶解中要降低成本
三、纤维素乙醇相关技术
马斯科马(Mascoma)公司，在纤维素 乙醇的统合生物处理技术(CBP)方面 取得重大突破
三、其它纤维素乙醇生产知名公司
美国专业从事纤维素乙醇开发的 Trillium FiberFuels公司 英国纤维素乙醇技术开发商TMO可再 生能源公司 巴西Dedini工业公司 Inbicon公司 杜邦丹尼斯克（DuPont Danisco）
三、纤维素乙醇相关技术
加州大学伯克利分校：纤维素预处 理的专利技术 加拿大米西索加（Mississauga） Woodland生物燃料公司及其合作者 使用Woodland生物燃料公司的低压 催化（CPRT）专利技术生产纤维素 乙醇
三、纤维素乙醇相关技术
Butalco公司的核心技术基于遗传学 上优化的酶母（Saccharomyces cerevisiae） ZeaChem公司于2010年6月30日宣布， 采用其工艺，纤维素乙醇已可达到 商业性生产规模
五 纤维素乙醇产业前景
随着世界各国经济发展的不断加快,能源危机将 会越来越严重,乙醇燃料正在表现出唯一可以 替代石油制品的独特魅力。因此,充分利用各 种技术提高能源作物的产量和品质,并加快纤 维素乙醇产业化,对根本解决能源和环境的制 , 约, 实现经济社会的可持续发展意义重大。
Thanks for Your Attention！ Attention！
三、其它纤维素乙醇生产知名公司
美国Raven生物燃料公司 美国生物能源生产公司POET Abengoa,美国最大的乙醇生产商之 一 Lignol；加拿大纤维素乙醇和生物 化学联产品公司，已经把发展纤维 素乙醇作为公司的主导方向 Verenium：新一代纤维素乙醇技术 和高性能特种酶开发商
四、纤维素乙醇的国内外现状
第二代生物燃料-纤 维素乙醇
基本内容
1、简介 2、产品 3、技术 4、国内外现状 5、产业前景
一、第二代生物燃料简介
第一代生物燃料是以玉米、小麦等粮食作物作为生产
原料的技术,日趋严峻的世界粮食形势,使之渐失优势
第二代生物燃料以非粮作物乙醇、纤维素乙醇和生物
柴油等为代表，原料主要使用非粮作物，秸秆、枯草、工 农业废弃物等，以及主要用来生产生物柴油的动物脂肪、 藻类等。
诺维信公司（Novozymes）和杰 能科公司（Genencor）在预处理 和发酵相关的纤维素酶等酶制剂 开发上处于领先地位；
三、纤维素乙醇相关技术
康泰斯CHEMETX纤维素乙醇生产工艺， 包含从预处理、酶解、发酵、蒸馏、 分离，能量回收等各关键生产环节， 是完整全面的工艺包，可以直接用 于商业化工厂的设计。 SunOpta公司的五碳糖发酵菌种专利 技术
国外生物柴油发展现状
1973年世界石油危机后,巴西就实施了“国家乙 醇生产计划”；目前已经发展320多家燃料乙 醇生产企业 。 美国在燃料乙醇的生产上仍然是世界乙醇生产 的领头羊,在将纤维素转化为燃料酒精的研究、 生产和应用方面走在世界的前列。 加拿大、丹麦、芬兰……
四、纤维素乙醇的国内外现状
国内生物柴油发展现状