物燃料主要指 燃料乙醇和生物柴油，由于以丁醇为代表的长链醇作为发动机燃料的 性能优于燃料乙醇，被认为是具有发展前景的第二代生物燃料。 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。利用以秸秆为代表的木质纤维素类生物质 生产的纤维素乙醇，被称为第二代燃料乙醇，但木质纤维素类生物质 加工转化难的问题十分突出。基于能够在不适宜于粮食作物生长的边 际土地上种植，生物量产量高且易于加工转化的原料如甜高粱茎秆和 菊芋块茎等生产的燃料乙醇，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 总量万吨的燃料乙醇生产能力，不仅积累了发展燃料乙醇这最 主要生物能源产品的经验，而且乙醇发酵关键技术和大型装臵建设的 量 进口比例 发展生物能源，逐步减轻对进口石油的依赖程度，已经成为国家 能源安全及经济可持续发展的重大需求, 三发展生物能源是保护生态环境，建设低碳经济的迫切需要 据年国际需要 表所示为年年在亿吨左右，供需矛盾特别突出，从年开始，我国进口石 油的比例已经超过。 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 进口持生物能源技术开发，并针对欧盟 区不同国家的地理环境气候条件和基础设施状况，建立个左右的 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，推动可持续发展的迫切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 随后制定了其生物燃料发展远景规划 。年 月。 欧盟国家对进口石油的依赖也越来越重，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 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 金融危机爆发以来，新能源发展被提升到了前 所未有的高度，新能源产业正孕育着新的经济增长点，同时也将成为 新轮国际竞争的战略制高点，美国总统奥巴马积极呼吁加快美国生 物燃料的开发，以构建美国清洁业 化，组建了国家生物能源中心, ，为的生物质开发计划及预期目标 的实现提供技术支持。 对以农林废弃物为代表的木质纤维素类 生物质资源生产以燃料乙醇为代表的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发达国家能源战略的重要组成部分，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，都具有重要的战略意义。 生物能源是引领能源战略新兴产业，应对国际竞争的迫切需要 生物能源直是欧美等表的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 化石类能源产品的竞争能力。 二项目立项的意义必要性和紧迫性 发展生料技术到 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的生物能源产品生产原料，特别是以农作物秸 秆为代要年明确将 可再生能源的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的生物燃 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的目标要提高能源科技的 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 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的目标要提高能源科技的 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 可再生能源的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的生物燃料技术到 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的生物能源产品生产原料，特别是以农作物秸 秆为代表的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 化石类能源产品的竞争能力。 二项目立项的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，都具有重要的战略意义。 生物能源是引领能源战略新兴产业，应对国际竞争的迫切需要 生物能源直是欧美等发达国家能源战略的重要组成部分，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的木质纤维素类 生物质资源生产以燃料乙醇为代表的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, ，为的生物质开发计划及预期目标 的实现提供技术支持。金融危机爆发以来，新能源发展被提升到了前 所未有的高度，新能源产业正孕育着新的经济增长点，同时也将成为 新轮国际竞争的战略制高点，美国总统奥巴马积极呼吁加快美国生 物燃料的开发，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的依赖也越来越重，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 区不同国家的地理环境气候条件和基础设施状况，建立个左右的 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，推动可持续发展的迫切需要 表所示为年年在亿吨左右，供需矛盾特别突出，从年开始，我国进口石 油的比例已经超过。 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的依赖程度，已经成为国家 能源安全及经济可持续发展的重大需求, 三发展生物能源是保护生态环境，建设低碳经济的迫切需要 据年国际能源署,发 布的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，占全球排放的，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的行动目标单位国 内生产总值二氧化碳排放比年下降。由于全球温室气体 总量的以上来自能源生产和消费领域，而生物能源产品具有碳排 放中性的特点,其生产和消费中产生的释放到大气环境中后，可以 被植物光合作用吸收，不会导致大气环境的净增加，是实现温室气 体减排目标的根本出路, 四发展生物能源是调整农业产业结构，促进农民增收的迫切需要 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 每吨秸秆的价格在左右，仅此项就可为农民增收亿元以上。 三项目相关领域的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，由于以丁醇为代表的长链醇作为发动机燃料的 性能优于燃料乙醇，被认为是具有发展前景的第二代生物燃料。 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。利用以秸秆为代表的木质纤维素类生物质 生产的纤维素乙醇，被称为第二代燃料乙醇，但木质纤维素类生物质 加工转化难的问题十分突出。基于能够在不适宜于粮食作物生长的边 际土地上种植，生物量产量高且易于加工转化的原料如甜高粱茎秆和 菊芋块茎等生产的燃料乙醇，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 总量万吨的燃料乙醇生产能力，不仅积累了发展燃料乙醇这最 主要生物能源产品的经验，而且乙醇发酵关键技术和大型装臵建设的 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的废糟液高达吨，废糟 液处理设备投资大，运行能耗高的问题更突出。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的共同支持下，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的 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，燃料乙醇生产的能耗显著降低。 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 装臵需要的温度，燃料乙醇装臵只能采用投资大且运行能耗高的制冷 系统制备低温水来保持正常运行，高温发酵是解决这问题的唯选 择，目前国内几套大型燃料乙醇装臵的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，我国这领域的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 关键过程的基础研究，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，取得的进展