纖維素乙醇行業就像一個嗷嗷待哺的嬰兒，擁有美好的將來，但迫切需要實實在在的哺育。關鍵技術的突破才是其成功產業化的前提。
如果把石油和煤炭稱為“黑金”，那么取材于農林廢棄物等生物質資源的新燃料就可以稱之為“綠金”。在安徽豐原集團，“綠金”的地位就被放在了最高的位置。
作為國內較早涉足生物化工的企業，豐原集團目前已經突破了農作物秸稈轉化為燃料乙醇的關鍵技術。不僅如此，他們還將繼續深度挖掘這一從土地里“種”出來的綠色寶藏。
“糾結”的纖維素乙醇
因“與民爭糧”，以玉米等糧食作物為原料的燃料乙醇，爭議一直不斷。近年來，生物燃料工業界繼而把研究熱點集中在開發商業上可行、由木質纖維素制造的纖維素乙醇。
纖維素乙醇所使用的生物質原料通常是玉米秸稈、玉米芯、小麥稈、甘蔗渣等農林廢棄物。與傳統汽油相比，纖維素乙醇可減少90%的溫室氣體排放。
“我國每年約產生1.5億噸秸稈，如果全部轉化為新能源，則可以產生相當于4500萬噸石油的價值�！痹谪S原集團董事長李榮杰看來，面對充足的原料供應，纖維素燃料乙醇無疑面臨著巨大的產業空間。
不過，雖然原料充足，但國內的纖維素乙醇產業卻一直未能實現大規模的商業化開發。
豐原集團總工程師薛培儉表示，盡管木質纖維素原料本身非常廉價，但是將其轉化成乙醇的工藝過程卻非常復雜，需要消耗大量能耗，因此該工業一直徘徊在大規模商業化的大門之外。
“目前，纖維素乙醇不能產業化是由各種綜合因素造成的，主要原因之一就是木質素不能得到高效利用，既造成了資源的浪費，又給環境帶來了巨大的壓力�！毖ε鄡�說。
在他看來，纖維素乙醇行業就像一個嗷嗷待哺的嬰兒，擁有美好的將來，但迫切需要實實在在的哺育。
好在，豐原集團已經意識到，面對纖維素乙醇這一意義重大但又非常復雜的系統工程，關鍵技術的突破才是成功產業化的前提。
攻關發酵技術
多位專家曾對記者表示，秸稈能源化的瓶頸主要有兩處：一是沒有找到或組合出可高效水解纖維素的酶，從而無法使廉價的秸稈一次完成預處理；二是沒能培育出高效轉化由半纖維素轉變而來的木糖的發酵菌種。
為了破解上述技術難題，豐原集團聯合天津大學、江南大學和中科院等離子所共同出資建立了國家級發酵技術工程研究中心，加大對菌種技術、發酵技術、分離提取技術等方面的研究力度。
作為該研究中心的主任，薛培儉表示，他們采用廉價培養基并通過酶制劑菌株的誘變、馴化與篩選以及工藝條件的優化等各種手段，已經大幅提高了纖維素酶的活力，并降低制酶成本。目前每生產一噸纖維素乙醇，酶成本約為1000元，完全是產業化可以承受的生產成本。
另外，研究人員還選育出既能利用五、六碳糖混合發酵生產乙醇，又可分別利用五碳糖和六碳糖單獨發酵的菌株，混合發酵生產乙醇的糖轉化率達到42%，半纖維素和纖維素的利用率分別達到70%和80%以上。
通過優化預處理工藝，他們還將酶解糖濃度提高到12%以上，每噸玉米秸稈可產糖450公斤，其中可發酵糖占90%。
不僅如此，針對半同步糖化發酵過程中流體變化特征，研究人員通過改造現有設備，研制出半同步糖化發酵耦合生物反應器，實現發酵液由非牛頓流體狀態到牛頓流體狀態的有效過度，并高效生產燃料乙醇。
薛培儉稱，豐原集團在以堿法預處理為主的木質素高效脫除工藝、高活力纖維素酶的規模化制備、新型生物反應器的開發等方面都取得了突破性進展。這些新工藝不僅能夠高效利用纖維素，而且還大大降低了秸稈轉化為能源的成本。
試驗顯示，依照目前的轉化技術，每4噸秸稈(玉米秸稈、麥草秸稈等)就可生產一噸燃料乙醇，如果每噸秸稈按400元計算，其全部生產加工成本比每噸玉米轉化成燃料乙醇的成本低300多元。
據了解，“十一五”期間，豐原集團聯合合肥工業大學、華南理工大學等研究團隊，承擔了國家級科技支撐計劃項目“農作物秸稈生物轉化制備燃料乙醇”課題，并建立了以玉米秸稈為原料年產3000噸燃料乙醇的中試裝置，目前已成功進行了試運行。
現階段，豐原集團還與中科院廣州能源研究所、廣西科學院共同申報了科技部“十二五”科技支撐計劃課題“蔗渣水解液態發酵生產燃料乙醇關鍵技術與示范”，該課題也正在進行當中。
“吃干榨盡”降成本
“國內外采用的秸稈預處理工藝多為酸法、堿法、蒸汽爆破等，均不能有效將秸稈中的木質素、半纖維素和完全纖維素分離。”薛培儉說，豐原集團雖然取得了一定的科技成果，但是經濟性距離大規�；�、商業化生產還仍有一定差距。
這種差距的原因就是，所采用的高溫低濃度的預處理工藝，不能將木質素、纖維素、半纖維素分離徹底。特別是將半纖維素降解為五碳糖，纖維素降解為六碳糖，然后混合發酵生產燃料乙醇，發酵周期長、乙醇濃度低、能耗高，因而不具備經濟性。
在薛培儉看來，利用木質素組分特別是含木質素廢渣、廢液制成的高附加值化學品，是降低纖維素乙醇工業成本的經濟環保的根本辦法。
豐原集團也正試圖將秸稈等原料“吃干榨盡”，除了開發燃料乙醇，還將利用木質纖維素開發更具高附加值的產品。
據他介紹，對于高附加值產品的研發和生產，豐原集團目前已經形成了五大類系列產品，包括色氨酸、谷氨酸等氨基酸類產品；木糖醇、阿拉伯糖等糖醇類產品；檸檬酸、蘋果酸等有機酸系列產品；透明質酸、唾液酸等多糖類產品；古龍酸、維生素C等維生素系列產品。
而對于純度較高的木質素，也可以改性開發出酚醛樹脂、橡膠涂料染料化工等化工產品。
可以說，利用秸稈不僅可以生產出燃料乙醇，還可轉化生產出生物基乙烯、聚乳酸生物可降解塑料、紡織品原料聚乳酸聚酯、無毒增塑劑、油漆涂料的無毒溶劑等新型生物能源和生物材料，具有極高的經濟社會價值和極好的開發利用前景。
薛培儉表示，未來3到5年，豐原集團還將利用自身研發中心的技術優勢和項目儲備，對現有產業進行升級改造，實現高技術產品的產業化。
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