我国经济持续高速增长,但同时也暴露了一个问题,就是经济的高速发展对石油进口的依存度越来越大,随着现代工业的迅速发展,大规模开发利用作为清洁能源的可再生资源显得日益重要。许多国家都制定了相应的开发研究计划,例如:美国的“能源农场”、巴西的“酒精能源计划”和日本的“阳光计划”等发展规划。其它诸如丹麦、荷兰、德国等国,多年来一直在进行各自的研究与开发,并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系,拥有各自的技术优势。我国在纤维素乙醇技术开发上也取得了一些重要进展。
目前,国外纤维素乙醇产业化的研究已经成为了热潮,正步入一个关键时期。但整体上,由于在纤维素酶生产技术、戊糖己糖发酵菌株构建等方面还没有取得根本性的突破,所以距离纤维素乙醇的产业化还有一定的距离。
2009年辽宁省能源研究所承担国家863课题“木质纤维素原料乙醇发酵前的膨化处理技术研究”(SQ2009AA10Z4483690)。采用膨化技术对玉米秸秆木质纤维素进行预处理。玉米秸秆的素受到破坏,木质素包裹作用减弱,纤维素酶的空间作用面积提高,分析表明有部分半纤维素和少量木质素水解,经测定纤维素结晶度降低了12.68%。通过进一步纤维素酶解试验,与未处理的相比膨化处理后原料酶解时间可缩短16h,未经膨化处理原料还原糖的酶解产率为13.48%,膨化处理后原料还原糖的酶解产率可达24.91%。
目前辽宁省能源研究所参与国家“863”计划主题项目“纤维素燃料乙醇制备关键技术与示范”(SS2013AA050700),研究超低浓度酸系对在木质纤维素膨化过程中的作用效果,分析木质纤维素超分子结构的化学键断裂形式以及与生物酶解作用关系,形成超低酸膨化化学反应动力学模型,建立木质纤维素微观相结构与生物酶作用的数学模型;并以此研究结果建设一个年产纤维素燃料乙醇1000吨的示范工程,为我国纤维素乙醇产业的建立和发展提供技术支撑。