近年来,基于纤维素糖化发酵生产纤维素乙醇研发工作在全世界都受到空前的重视, 在木质纤维素生物炼制技术上进行了巨额投资。美国政府尤其重视并支持纤维素乙醇产业发展,其技术水平也代表着世界最先进水平。
目前预处理技术采用 NREL 长期力推的连续稀酸预处理技术;纤维素酶智能控制生产方式,纤维素酶用量为 20 mg/g 纤维素; 葡萄糖和木糖转化率达到 95%,纤维素酶生产成本仅为约 300 元/吨生物质糖;木质素残渣用于发电并有大量发电。
我国在利用木质纤维素转化为糖的技术研究处于刚刚起步阶段,目前,以中粮集团、 河南天冠和山东龙力生物为代表的骨干企业,掌握纤维素酶生产工艺,实现高底物浓浆 酶解,完成万吨级成套工艺软件包开发的基础上,基本形成以预处理-酶解-发酵为主要 工艺路线的生物转化技术平台,同时掌握了多项具有自主知识产权的关键技术。但是与国外有一定的差距。
预处理能耗高于国外 30-50%;纤维素酶活力只有国外的 30-50%倍, 纤维素酶的生产成本高于国外 50-100%;木质素降解酶类如漆酶还没有商业化产品,酶 活也较国外低 30-80%;秸秆糖水解率偏低仅为国外的 70-90%;木质素降解酶类如漆酶 还没有商业化产品。 2012 年国家发布的《生物产业发展规划》也明确把“突破纤维素乙醇原料预处理、 低成本水解糖化关键技术瓶颈”作为生物产业的主要任务之一。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 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。2017 年 10 月,国家发展改革委,国家能源局,财政 部等十五部门联合印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的试点方 案》。到 2025 年,力争纤维素乙醇实现规模化生产,先进生物液体燃料技术,装备和产业整体达到国际领先水平。
因此,通过集成创新生物炼制技术,高效利用农作物秸秆原料,完全符合国家战略需求,对空气污染物和温室气体减排有着重要的意义,同时还能够起到调整农业产业结构,为农村开辟新兴产业,有效延长农业产业链,增加农村就业机会和农民收入,以及增加能源供给的多样性,保障国家能源安全。