株，高效产甲烷菌株开发调控发酵过程功能微生物菌剂种，助剂种建立发酵过程多维调控技术体系获得厌氧发酵过程中小分子有机酸数量和种类分布，建立产酸与产甲烷关联性控制模式技术集成优化发酵系统微生物种群监测技术功能微生物菌种选育与菌剂开发发酵过程外源激活因子筛选与助剂开发发酵过程多维调控技术发酵过程微生态系统构建发酵过程中小分子有机酸调节和控制技术生物燃气高效产气技术集成定向委托中科院成都生物所农业部沼科所南京工业大学北京化工大学江南大学洁净生物燃气生产过程优化及示范高浓度混合原料生物燃气生产高效工艺包，进料浓度，容积产气率生物燃气净化后甲烷含量，甲烷回收率，去除率开发出高效生物燃气反应装置套建立日产洁净生物燃气示范工程氢分压调控技术厌氧发酵工艺调控技术高效产甲烷反应装置开发原位低硫沼气生产技术高效生物燃气脱硫净化技术沼渣沼液配套完善技术工程放大和示范定向委托中科院成都生物所农业部沼科所中科院过程所南京工业大学北京化工大学江南大学长链醇类生物燃料生产关键技术木质纤维素类生物质水解液发酵总溶剂达到以上，丁醇比例达到，发酵时间，丁醇对糖收率菊芋块茎水解糖发酵总溶剂达到，丁醇比例达到，发酵时间，丁醇对糖收率木质纤维素类生物质水解液异丁醇发酵达到，糖转化率达到异戊醇达到，糖转化达到，丁二醇达到，糖转化达到模式菌株中重构长链醇生物合成途径从代谢途径关键酶基因启动子转录调控因子以及基因组规模上随机突变及重组等角度，研究菌株环境胁迫耐受性机理运用代谢工程和系统生物学技术，拓展菌株底物谱，使其能利用各种来源生物质资源高效生产长链醇类生物燃料开发分离耦合技术，降低能耗，减少废糟液量，促进清洁生产定向委托中科院天津工业生物技术所中科院上海植生所中科院微生物所大连理工大学中科院大连化物所重点攻关产品列表序号产品名称需求分析技术难点分析十二五目标及主要技术指标效益分析优势单位建议燃料乙醇我国石油资源严重短缺，排量位居世界第，石油资源替代和温室气体减排是建立经济和社会可持续发展模式重大需求，生物能源产品是解决和两个问题最佳方案，但现阶段生产成本高问题还很突出，从关键技术突破入手，降低生物能源产品生产成本，使其与石油基同类产品相比，竞争力不断提高，生物能源产品在能源消费比例必然提高。糖质和淀粉质原料燃料乙醇，原料消耗和能耗占总成本比例高达，开发廉价原料和节能技术是燃料乙醇发展方向，以秸秆为大学等都长期从事这领域研究工作，在产甲烷菌群分离与鉴定发酵工艺及产气调控发酵过程种群动态变化监测干发酵技术大中型沼气工程等方面都取得了良好进展。在洁净生物燃气技术开发方面，中科院成都生物所与德国公司合作，共同完成联合国工业发展组织示范项目坦桑尼亚剑麻废液产沼气发电工程和古巴哈瓦那市万户家庭有机垃圾沼气发电工程，这两个工程均为高浓度全混式连续发酵工艺，综合了生物脱硫和多级生物调控等多项先进技术。中科院过程工程研究所在气体脱硫净化方面积累了丰富经验，开发了膜吸收脱硫关键技术，在天然气脱硫中应用，可以将总硫和硫化氢分别脱除到以下，同时通过对脱硫机理分析，针对精脱硫剂寿命问题，开发了有效再生手段，使脱硫剂寿命显著延长。十五期间，新型高效规模化沼气工程作为国家科技支撑计划重大项目获得支持，研究开发了产甲烷菌剂和产沼气促进剂等相关功能剂，提高了沼气装臵产气率，缩短了启动时间。长链醇生物燃料近年来，针对丁醇作为生物燃料对成本降低特殊要求，中科院微生物所和上海植物生理研究所等单位，在国家项目和中科院知识创新工程项目支持下，开展了丙丁梭菌遗传改造工作，获得了能够耐受约丁醇浓度且溶剂合成能力提高突变株，通过基因组重测比较基因组学和比较蛋白质组分析，解析了与溶剂耐受丁醇生物合成相关重要分子基础和胁迫耐受性机制，构建了数株性能优化基因工程菌，其中丙酮途径缺失突变株，发酵总溶剂中丁醇比例提高，对葡萄糖收率达到。与此同时，中科院大连化学物理研究所和大连理工大学等单位利用木质纤维素类生物质水解液和菊芋汁水解液生产丁醇研究也取得了良好进展。在异丁醇和异戊醇生物制造方面，中科院天津工业生物技术研究所在大肠杆菌中成功克隆表达了异戊醇和异丁醇合成途径关键酶酮基酸脱羧酶和醇脱氢酶基因，通过敲除大肠杆菌中其他丙酮酸竞争途径，提高了异戊醇和异丁醇合成产率利用适应进化技术筛选出异戊醇耐受性显著提高突变菌株，其异戊醇耐受性从提高到双向蛋白质电泳分析发现在高异戊醇耐受性菌株中有超过个蛋白发生了上调或下调表达变化在大肠杆菌中成功组装出异丁醇和异戊醇整条合成途径，构建出初级异丁醇和异戊醇细胞工厂。,丁二醇是另种潜在燃料，大连理工大学以秸秆水解液和菊芋水解糖为底物，发酵法生产,丁二醇，发酵终点产物浓度可以达到以上，为,丁二醇生物燃料发展奠定了良好基础。二发展趋势纤维素乙醇研发投入增加，技术开发和产业化进程加快随着淀粉质原料燃料乙醇快速发展，玉米等粮食类原料大量消耗拉动其价格快速上涨，不仅直接影响燃料乙醇生产成本和原料供给，而且潜在影响人类粮食安全，发展非粮燃料乙醇已成为世界各国共同选择。以秸秆为代表木质纤维素类生物质资源丰富，价格低廉，是大规模发展燃料乙醇理想选择，因此纤维素乙醇成为当前研列为优先主题，并突出发展生物能源。国家可再生能源中长期发展规划中也明确提出从长远考虑，要积极发展以纤维素类生物质为原料生物燃料技术到年，生物燃料乙醇年利用量达到万吨，生物柴油年利用量达到万吨，沼气年利用量达到亿立方米。要实现这目标，迫切需要发展符合我国国情生物能源产品生产原料，特别是以农作物秸秆为代表木质纤维素类生物质资源和各类有机废弃物，开发生物能源产品生产创新技术，显著降低成本，提高生物能源产品与不可再生化石类能源产品竞争能力。二项目立项意义必要性和紧迫性发展生物能源对于推动能源战略新兴产业发展，保障国家能源安全，改善生态环境，促进农村经济发展，都具有重要战略意义。生物能源是引领能源战略新兴产业，应对国际竞争迫切需要生物能源直是欧美等发达国家能源战略重要组成部分，美国政府能源部,早在上世纪七十年代石油危机事件之后就建立了可再生能源国家实验室对以农林废弃物为代表木质纤维素类生物质资源生产以燃料乙醇为代表液体燃料技术开发给予重点支持。年月，为了加快推进美国先进生物燃料技术开发和产业化，组建了国家生物能源中心为生物质开发计划及预期目标实现提供技术支持。金融危机爆发以来，新能源发展被提升到了前所未有高度，新能源产业正孕育着新经济增长点，同时也将成为新轮国际竞争战略制高点，美国总统奥巴马积极呼吁加快美国生物燃料开发，以构建美国清洁能源产业基础，以期在新能源和环境问题上引领世界，政府研发投入不断增加，如年月日能源部长朱棣文宣布从美国促进经济恢复行动资金中安排亿美元支持先进生物燃料技术开发和生物炼制产业化示范。欧盟国家对进口石油依赖也越来越重，年个欧盟国家进口石油总量已经超过亿吨，对外依存度接近。为了应对这挑战，年欧盟建立了生物燃料技术开发平台随后制定了其生物燃料发展远景规划。年月欧盟委员会发布低碳技术发展投资计划拟在未来年内投入约亿欧元，支持生物能源技术开发，并针对欧盟区列为优先主题，并突出发展生物能源。国家可再生能源中长期发展规划中也明确提出从长远考虑，要积极发展以纤维素类生物质为原料生物燃料技术到年，生物燃料乙醇年利用量达到万吨，生物柴油年利用量达到万吨，沼气年利用量达到亿立方米。要实现这目标，迫切需要发展符合我国国情生物能源产品生产原料，特别是以农作物秸秆为代表木质纤维素类生物质资源和各类有机废弃物，开发生物能源产品生产创新技术，显著降低成本，提高生物能源产品与不可再生化石类能源产品竞争能力。二项目立项意义必要性和紧迫性发展生物能源对于推动能源战略新兴产业发展，保障国家能源安全，改善生态环境，促进农村经济发展，都具有重要战略意义。生物能源是引领能源战略新兴产业，应对国际竞争迫切需要生物能源直是欧美等发达国家能源战略重要组成部分，美国政府能源部,早在上世纪七十年代石油危机事件之后就建立了可再生能源国家实验室对以农林废弃物为代表木质纤维素类生物质资源生产以燃料乙醇为代表液体燃料技术开发给予重点支持。年月，为了加快推进美国先进生物燃料技术开发和产业化，组建了国家生物能源中心为生物质开发计划及预期目标实现提供技术支持。金融危机爆发以来，新能源发展被提升到了前所未有高度，新能源产业正孕育着新经济增长点，同时也将成为新轮国际竞争战略制高点，美国总统奥巴马积极呼吁加快美国生物燃料开发，以构建美国清洁能源产业基础，以期在新能源和环境问题上引领世界，政府研发投入不断增加，如年月日能源部长朱棣文宣布从美国促进经济恢复行动资金中安排亿美元支持先进生物燃料技术开发和生物炼制产业化示范。欧盟国家对进口石油依赖也越来越重，年个欧盟国家进口石油总量已经超过亿吨，对外依存度接近。为了应对这挑战，年欧盟建立了生物燃料技术开发平台随后制定了其生物燃料发展远景规划。年月欧盟委员会发布低碳技术发展投资计划拟在未来年内投入约亿欧元，支持生物能源技术开发，并针对欧盟区突变菌株，其异戊醇耐受性从提高到双向蛋白质电泳分析发现在高异戊醇耐受性菌株中有超过个蛋白发生了上调或下调表达变化在大肠杆菌中成功组装出异丁醇和异戊醇整条合成途径，构建出初级异丁醇和异戊醇细胞工厂。,丁二醇是另种潜在燃料，大连理工大学以秸秆水解液和菊芋水解糖为底物，发酵法生产,丁二醇，发酵终点产物浓度可以达到以上，为,丁二醇生物燃料发展奠定了良好基础。二发展趋势纤维素乙醇研发投入增加，技术开发和产业化进程加快随着淀粉质原料燃料乙醇快速发展，玉米等粮食类原料大量消耗拉动其价格快速上涨，不仅直接影响燃料乙醇生产成本和原料供给，而且潜在影响人类粮食安全，发展非粮燃料乙醇已成为世界各国共同选择。以秸秆为代表木质纤维素类生物质资源丰富，价格低廉，是大规模发展燃料乙醇理想选择，因此纤维素乙醇成为当前研发重点，研发投入不断增加。以美国为例，年月安排亿美元支持个，废糟液处理设备投资大，运行能耗高问题更突出。在国家十五重点科技攻关项目生物能源生产关键技术和工业界共同支持下，大连理工大学江南大学和广西科学院等单位开展了高浓度乙醇发酵研究工作，取得了突破性进展，目前我国乙醇发酵技术发酵终点乙醇体积比浓度已经达到以上，工业生产装臵连续发酵乙醇体积比浓度已经提高到，燃料乙醇生产能耗显著降低。高温乙醇发酵技术进步降低燃料乙醇能耗酵母乙醇发酵般在下进行，而循环冷却水在夏季高温季节无法达到冷却发酵装臵需要温度，燃料乙醇装臵只能采用投资大且运行能耗高制冷系统制备低温水来保持正常运行，高温发酵是解决这问题唯选择，目前国内几套大型燃料乙醇装臵发酵温度已经提高到以上。纤维素乙醇技术与欧美等发达国家相比，我国这领域基础研究和应用