生物能源关键技术研究与开发项目可行性投资论证建议报告word文档（44页）

年月国际可再生能源大会在北京召开，胡锦涛总书记在发来贺词中指出加强可再生能源开发利用，是应对日益严重能源和环境问题必由之路，也是人类社会实现可持续发展必由之路。

在年月日召开国家能源委员会第次会议上，国务院总理温家宝强调要加快能源调整优化结构，大力培育新能源产业，下大力气落实年非化石能源消费比重提高到目标要提高能源科技创新能力，支撑现代能源体系建设。

国家中长期科学和技术发展规划纲要年明确将可再生能源低成本规模化开发利用列为优先主题，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，并针对欧盟区不同国家地理环境气候条件和基础设施状况，建立个左右生物能源中试产业化示范及商业化规模生产装臵。

二生物能源是保障国家能源安全，推动可持续发展迫切需要表所示为年年内我国石油消费结构。

可见随着经济持续高速发展，石油消费总量不断增加，而国内石油生产只能维持在亿吨左右，供需矛盾特别突出，从年开始，我国进口石油比例已经超过。

表年我国石油消费与进口情况统计单位亿吨年份石油消费总量国内产量进口量进口比例发展生物能源，逐步减轻对进口石油依赖程度，已经成为国家能源安全及经济可持续发展重大需求，三发展生物能源是保护生态环境，建设低碳经济迫切需要据年国际能源署，发布燃料燃烧二氧化碳排放年中国总排放量为亿吨，主要来自能源生产与消费，占全球排放，超过美国成为世界上排放第大国。

年月日国务院召开常务工作会议，研究部署应对气候变化工作，决定到年我国控制温室气体排放行动目标单位国内生产总值二氧化碳排放比年下降。

由于全球温室气体总量以上来自能源生产和消费领域，而生物能源产品具有碳排放中性特点，其生产和消费中产生释放到大气环境中后，可以被植物光合作用吸收，不会导致大气环境净增加，是实现温室气体减排目标根本出路，四发展生物能源是调整农业产业结构，促进农民增收迫切需要生物能源生产原料主要来自农业，发展生物能源，可以转变传统种植业粮经饲三元结构为粮经饲能四元结构，为农村开辟新兴产业，有效延长农业产业链，提高农产品附加值，增加农村就业机会，增加农民收入。

以纤维素乙醇为例，吨秸秆就可以生产吨乙醇，按年产万吨纤维素乙醇计算，则需要秸秆约万吨，平均每吨秸秆价格在左右，仅此项就可为农民增收亿元以上。

三项目相关领域研发基础和相关发展趋势生物能源包括生物燃料生物燃气和生物氢能，生物燃料主要指燃料乙醇和生物柴油，由于以丁醇为代表长链醇作为发动机燃料性能优于燃料乙醇，被认为是具有发展前景第二代生物燃料。

目前国内外燃料乙醇主要以糖质和淀粉质原料生产，即第代燃料乙醇，其大规模发展方面会影响粮食安全，另方面扩大原料种植面积会破坏生态多样性。

利用以秸秆为代表木质纤维素类生物质生产纤维素乙醇，被称为第二代燃料乙醇，但木质纤维素类生物质加工转化难问题十分突出。

基于能够在不适宜于粮食作物生长边际土地上种植，生物量产量高且易于加工转化原料如甜高粱茎秆和菊芋块茎等生产燃料乙醇，被称为代燃料乙醇。

研发基础淀粉质原料燃料乙醇技术我国十五期间试点建设大型燃料乙醇装臵，目前已经形成了总量万吨燃料乙醇生产能力，不仅积累了发展燃料乙醇这最主要生物能源产品经验，而且乙醇发酵关键技术和大型装臵建设工程化技术都取得了重大突破。

淀粉质原料高浓度乙醇发酵技术取得突破在我国发展燃料乙醇之前，乙醇发酵行业发酵终点乙醇体积比浓度般在，不仅发酵醪精馏能耗高，而且吨乙醇生产排放废糟液高达吨，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技术开发工作起步较晚。

年国家计划立项支持了秸秆资源高值化关键过程基础研究，由中科院过程工程研究所联合山东大学中科院微生物所和清华大学等单位承担，围绕秸秆组分分离机制及其反应性纤维素氢键网络破裂和短纤维形成机制及秸秆分级转化过程工程基础理论等关键科学问题开展研究，取得进展为秸秆类生物质预处理和综合利用技术开发奠定了良好基础。

年中科院知识创新工程重大项目纤维素乙醇高温发酵和生物炼制启动，经过二年多努力，在原料预处理纤维素酶生产菌株筛选及液体深层发酵混合糖发酵菌株构建技术集成与系统优化等方面都取得了较好研究进展。

与此同时，浙江大学等单位在国家项目支持下，真菌纤维素酶技术开发取得突破性进展，在吨规模发酵罐中，标准滤纸酶活达到以上，其技术指标与国外两大酶制剂公司诺维信和杰能科水平接近。

代燃料乙醇技术我国有大量不适宜于粮食作物生长盐碱地和荒漠地，种植抗逆性强，生物量产量高，易于加工转化作物如菊芋和甜高粱等，可以促使燃料乙醇产业向原料多元化方向发展。

十五期间，大连理工大学和复旦大学等单位开展了以菊芋块茎为原料生产燃料乙醇研究，选育了具有菊粉酶生产能力且乙醇发酵性能良好克鲁维酵母，开发了集产酶糖化及乙醇发酵为体创新技术，目前利用大庆周边大量盐碱地菊芋规模化种植及加工园区已经建立，为菊芋块茎生产燃料乙醇，创造了良好条件。

甜高粱被公认为是光和效率高能源作物，在国家十五科技支撑项目支持下，清华大学等单位开发了基于先进固体发酵技术甜高粱茎秆步法生物加工生产乙醇创新技术，解决了其工程放大问题，建立了规模高效固体发酵反应器。

生物柴油技术开发及产业化针对我国生物柴油产业发展面临油脂资源匮乏实际情况，北京化工大学和中科院大连化学物理研究所等单位开展了利用微生物油脂研究工作，筛选获得了富油微生物菌株，可利用淀粉和味精等行业废水秸秆水解液菊芋汁等廉价广谱原料发酵生产微生物油脂，年月通过了由中国石油化工协会组织成果鉴定，鉴定意见为以含糖废水生产油脂中试装臵，总体技术达到国际先进水平。

微藻光自养合成油脂可望成为生物柴油生产新油脂来源，已经成为能源生物技术开发前沿。

华东理工大学等单位近年来先后开展了这领域研究工作，取得了良好进展。

筛选获得了优质藻种，油脂含量可以达到干重，开发了适宜于微藻高密度培养光反应器，解决了反应器工程放大问题，在微藻低能耗采收，油脂高效分离，藻渣深加工等方面也开展了卓有成效研究工作。

在酶法生物柴油制备技术方面，北京化工大学清华大学和四川大学等单位开展了大量研究工作，开发了适合脂肪酸酯生产专假丝酵母脂肪酶，该酶是种新脂肪酶，目前已在基因库中登记，并获国家发明专利专利号，完成了生物柴油用脂肪酶生产，该脂肪酶是目前国内外用于酯化合成性价比最好脂肪酶，开发了新型酶膜反应器及酶固定化方法，成功地用于生物柴油酶法合成，该成果年获得中国石油化工协会技术发明等奖，年获得国家技术发明二等奖。

针对传统生物酶法工艺瓶颈问题，清华大学提出了利用新型有机介质体系进行酶促油脂原料和甲醇进行生物柴油制备新工艺，从根本上解除了传统工艺中反应物甲醇及副产物甘油对酶反应活性及稳定性负面影响，使酶使用寿命延长了数十倍。

该项目于年通过了教育部科技成果鉴定，经中石化石油化工科学研究院检测，制备生物柴油，其品质达到了欧盟生物柴油和美国生物柴油标准。

生物柴油生产过程副产左右甘油，将其高值化利用生产高附加值产品不仅可以降低生物柴油生产成本，而且能够减少废水处理费用。

清华大学和大连理工大学等单位将甘油生物转化为聚酯原料，丙二醇，开发了具有自主知识产权生物柴油与，丙二醇联产技术及，丙二醇发酵与分离耦合节能减排技术。

生物燃气沼气生物燃气也称沼气，截至到年底，我国年产沼气已达亿，批科研院所和大专院校如中科院成都生物研究所农业部沼气科学研究所和中国农业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