高度重视，明确要求加快燃料乙醇产业的发展。 秸杆燃料乙醇以玉米水稻等农作物秸杆为原料，经预处理 水解发酵蒸馏和脱水等工艺而制成。乙醇脱水后得到无水乙 醇，它是种高热值燃料，每千克发热能。 无水乙醇添加适量变性剂后形成变性燃料乙醇，再把变性燃料乙 醇和汽油以定的比例混配形成车用乙醇汽油将乙醇按 的比例加入汽油中作为燃料，现有发动机不经过任何改装即 可正常运行。 农作物秸秆燃料乙醇的生产与使用，对我国农业发展有其重 要的作用。我国是农业大国，农作物秸秆产量约为亿吨年， 居世界首位。农作物秸秆的主要成分为纤维素半纤维素和木质 素，是种宝贵的可再生资源。目前，我国秸秆的主要用途是造 纸饲料农村生活能源，还有部分用来还田造肥，另有约 的秸秆被废弃或焚烧。利用农作物秸秆生产燃料乙醇，既 能解决原料问题，又能变废为宝，增加农民收入。 我场秸杆资料更加丰富，除少部分还田和做为生活燃料外， 大部分焚烧了，造成了环境的污染和资源的浪费。 二技术的可行性分析 秸杆燃料乙醇生产技术现状 成熟的技术是实现工业产业化的前提。以秸杆为原料生产乙 醇是国内外十分关注的课题。 国内以农林废弃物为原料制备燃料乙醇的研究单位很多，并 取得了可喜的成果。中科院过程所开发了秸秆酶解发酵燃料乙醇 新技术，在不加酸碱的秸秆汽爆处理技术秸秆固相酶解发酵气 提分离乙醇耦合体系和纤维素酶固态发酵系统等方面取得了多 项自主知识产权，并完成了秸秆发酵生产燃料乙醇的中 试。 厦门大学通过化学诱变和物理诱变方法，对灰绿曲霉等分解 菌株进行突变，获得高活力的突变株，其活性比出发菌株高， 筛选的酵母菌株用于秸秆制乙醇转化率大于。利用灰绿曲霉 对甘蔗渣稻草秸秆进行分解，蔗糖的转化率可达，稻草秸 秆的转化率达。 河南天冠集团与山东大学浙江大学等合作，攻克了利用秸 秆为原料制备乙醇的关键技术，使原料转化率超过了，完成 了的中试。 山东大学开发了从原料玉米芯生产低聚木糖木糖醇的技 术，以废渣为原料的乙醇收率高达以上，已完成了 中试。 华东理工大学完成了以秸秆为原料生产燃料乙醇的 中试。清华大学也完成了以秸秆为原料制备燃料乙醇的中试。 此外，中国农林科学院麻类研究所和陕西师范大学合作开展 麻类纤维素预处理糖化液酵解制备燃料乙醇的研究，将超临界 二氧化碳酶法脱胶微生物发酵技术和酶工程有机结合在起， 该技术可使麻类玉米芯和芦苇的总糖转化率达，糖醇转化 率达。 这些研究为以农林废弃物作原料生产燃料乙醇打下了良好 的基础。从现有的技术分析，采用酶水解技术更为合适。与酸水 解相比，酶水解可在常压下进行，能量消耗低，产率较高。但是 由于国内在酶生产技术戊糖发酵菌株构建等方面还没有取得根 本性突破，生产技术尚未完全成熟。目前国内所进行的中试研究， 每吨燃料乙醇消耗原料都在以上，生产成本在元 ，还不适合产业化生产。据悉，今后在技术上的研究重点为 原料的预处理技术。农林废弃物的主要成分是纤维素半纤维 素木质素，只有纤维素能被降解转化为乙醇，因此要开发高效 的原料预处理技术，从农林废弃物中获得最大量的纤维素。开 发高活性的纤维素酶。纤维素酶存在生产效率低和生产成本高的 问题，目前生产乙醇纤维素酶的费用为 美分，必须研究开发高活性的纤维素酶，使纤维素酶的成本 降到美分乙醇才具竞争力。开发高效的发酵和分离提 取工艺。目前燃料乙醇生产存在原料消耗能耗高，转化率收 率低的问题，应开发高效的发酵和分离提取技术和工艺，降低原 料消耗和能耗，提高转化率和收率。 国际上，已有国家在研发试验以纤维素为原料的燃料乙醇生 产技术，加拿大公司在纤维乙醇技术开发领域居世界领先 地位，于年率先建成世界第座工业规模纤维乙醇综合 厂。壳牌投资万美元，建设年产万生 产技术，加拿大公司在纤维乙醇技术开发领域居世界领先 地位，于年率先建成世界第座工业规模纤维乙醇综合 厂。壳牌投资万美元，建设年产万燃料乙醇的商业化 生产线。德国正在开发使用木材和麦秆等生产高级柴油的技术。 美国能源部也支持了个投资巨大的纤维素乙醇中试及产业化 攻关项目，旨在利用木材稻草玉米秸等纤维素废料生产燃料 乙醇，其中仅发展高效纤维素水解酶技术的公司就获得能源部的 万美元的政府拨款资助。 在国家产业政策的扶持下，我国正逐步开展以纤维为原料生 产燃料乙醇的工作。 年月，河南天冠集团开始建设年产吨的纤维素 乙醇项目。这是国内首条纤维素乙醇产业化生产线。这生产线 的建设与投入使用，将使得利用农作物秸秆类纤维质原料生产乙 醇成为现实，其意义非常深远。由于受规模限制，纤维乙醇的生 产成本高达至元吨，按当时成本计算，比小麦为原 料生产燃油乙醇的成本高元至元，但是随着试验成功， 产能扩大后，成本有望降低。 中粮集团纤维素中试装置于年月日次 试车成功，在世界上首次将连续汽爆技术应用于纤维乙醇生产， 所用纤维素酶是中粮集团与丹麦诺维信公司联合开发的，从试验 结果看各项技术指标均达到国际先进水平。 以秸杆为原料生产乙醇首先面临的是原料体积庞大，收集 运输储存问题需很好解决其次是原料木质素含量较高，当采 用酸解预处理时所产生的酸性废水必须好好解决最后是酶制剂 所占成本比重很大，导致燃料乙醇成本偏高。 生产技术概述 以秸杆为原料生产乙醇的工艺为秸秆预处理有酸处理 法蒸汽爆破法湿氧化法等水解工艺有稀酸浓酸酶水 解发酵有同步糖化发酵法固定化细胞发酵木糖发酵出 池蒸馏脱水变性处理燃料乙醇。 原料 农作物秸秆主要是由纤维素半纤维素和木质素三大部分组 成。纤维素的化学组成十分简单，是由葡萄糖通过， 苷键连接而成的线型结晶高聚物，它容易被纤维素酶水解，产 生葡萄糖，进而通过发酵生产乙醇，是生产农作物秸秆燃料乙醇 的主要物质，其含量约占总量的。半纤维素在结构和 组成上变化很大，般由较短高度分枝的杂多糖链组成，链上 连接着数量不等的甲酰基和乙酰基，其分支结构使半纤维素无定 形化，比较容易被水解成其组成的糖类，但其所含的五碳糖不能 被发酵利用，含量约占总量的。木质素是以苯丙基为 基本结构单元连接而成的高分枝多分散性高聚物，非常难于被降 解。纤维素是细胞壁的主要成份，在纤维素的周围充填着半纤维 素和木质素，阻碍了纤维素酶同纤维素分子的直接接触。 可用于转化成酒精的生物质资源除农作物秸杆外，还包括针 叶材阔叶材森林加工剩余物农林废弃物以及城市纤维垃圾 等，其原料成分分析如表。通过化学和生物化学的方法可将纤 维素和半纤维素水解成单糖，继而发酵成酒精。 预处理 表植物纤维原料的组成单位，干基 原料纤维素戊聚糖木质素苯醇提取物灰分 玉米杆 稻草 桦木 红松 云杉 植物细胞壁中，微纤丝被半纤维素和木质素通过物理和化学 作用所包裹，不利于纤维素酶对纤维素的进攻，未经预处理的植 物纤维原料的天然结构存在许多物理和化学的屏障作用，纤维素 酶水解得率低，仅为左右，植物纤维原料在酶水解前 必须经过预处理，达到细胞壁结构破坏包括破坏纤维素木质素 半纤维素之间的连接降低纤维素的结晶度和除去木质素或半 纤维素增加纤维素比表面积的目的，以便适合于纤维素酶的 作用。植物纤维原料预处理的方法很多，包括物理法化学法 生物化学法以及以上几种方法的联合作用，各种预处理的方法如 表。 物理法预处理需要较多能量，预处理成本高，而且水解得率 低化学法预处理的不利因素是处理后的原料在产酶或酶解前需 用酸或碱中和，产酶时间较长利用白腐菌预处理的个主要缺 点是白腐菌在除去木质素的同时分解消耗部分纤维素和半纤维 素。因此，物理法化学法生物法都不适合作为工业化生产的 表植物纤维原料的预处理方法 物理法化学法生物法联合法 射线处理盐酸水解白腐菌蒸汽爆碎法机械 磨碎法硫酸水解高温机械磨碎法 醋酸水解碱机械磨碎法 氢氧化钠二氧化硫蒸汽爆碎法 预处理方法。在各种预处理方法中，蒸汽爆碎法适合于植物纤维 原料的预处理，在蒸汽爆碎过程中，物理和化学的作用使半纤维 素水解成单糖和寡糖，部分木质素溶解而使得原料适合于纤维素 酶的作用。 蒸汽爆碎预处理的机理目前还不十分清楚，瑞典隆德大学的 认为，在蒸汽爆碎过程中，醋酸自水解是个十分重要的 反应。但等发现半纤维素链上含乙酰基较少的原料蒸 汽爆碎预处理后酶水解仍能达到理想的效果。虽然植物纤维原料 在蒸汽爆碎过程中的详细变化还不十分清楚，但在蒸汽爆碎过程 中，将发生以下变化细胞结构破环纤维素结晶度和聚合度下 降半纤维素通过自水解作用转变成单糖和寡糖纤维素半纤 维素木质素的结构破坏部分木质素的芳醚键断裂且木质 素发生部分缩合作用。 纤维素酶及酶水解 纤维素酶是降解纤维素成为其葡萄糖单体所需的组酶的 总称，它不是单种酶，而是起协同作用的多组分酶系。般认为 主要包括三类酶组分内切葡聚糖酶外切葡聚糖酶 和纤维二糖酶。它们的水解机理是以随机形式水解 目录 项目概述 二技术的可行性分析 秸杆燃料乙醇生产技术现状 生产技术概述 原料 预处理 纤维素酶及酶水解 发酵 蒸馏脱水和变性 污水处理 三我场秸杆资源分析 四项目建设的技术方案 五项目的经济分析 六存在的问题 七项目建议 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传, 项目概述 能源是人类生存和发展的基本