如果說(shuō)以玉米、小麥為代表的第1代燃料乙醇原料是淀粉類(lèi),甘蔗、甜高粱為代表的第1 .5代燃料乙醇原料是糖類(lèi)作物,那么秸稈等生物質(zhì)為代表的第2代燃料乙醇原料則是木質(zhì)纖維素。第2代燃料乙醇的生產(chǎn)工藝與之前幾代原料的生產(chǎn)工藝有很大的差別。
武國(guó)慶向《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者介紹說(shuō):“不同之處在于前面的預(yù)處理和酶解糖化過(guò)程。淀粉類(lèi)原料很容易被酶接觸到,就被淀粉酶和糖化酶酶解為葡萄糖(C 6糖),然后葡萄糖再被普通的酵母發(fā)酵生產(chǎn)出乙醇;而甘蔗類(lèi)物質(zhì)壓榨后直接就是葡萄糖,所以連酶解過(guò)程都省略了,因此巴西的甘蔗燃料乙醇成本是很低的,這與生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)少,流程短有很大的關(guān)系。”武國(guó)慶話音一轉(zhuǎn),“但到了木質(zhì)纖維素就完全不一樣了,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,有三種組分:纖維素(35-37%)、半纖維(23-25%)和木質(zhì)素(18-22%)組成。經(jīng)過(guò)自然選擇和漫長(zhǎng)進(jìn)化,木質(zhì)素將半纖維素和纖維素緊密包裹在內(nèi)部,形成緊密結(jié)構(gòu),被天然‘設(shè)計(jì)’成可以抵御酶進(jìn)攻的分子結(jié)構(gòu)。因此與淀粉乙醇不同的是首先要有高溫高壓蒸汽或結(jié)合加酸堿等化學(xué)品的預(yù)處理技術(shù)將緊密結(jié)構(gòu)打開(kāi),讓酶能夠接觸到纖維素和半纖維素。纖維素和半纖維素酶解后發(fā)酵可以生產(chǎn)出乙醇。纖維素酶解后可得到葡萄糖(C 6糖),半纖維素酶解后可得到木糖(C 5糖),淀粉類(lèi)和纖維素都是由葡萄糖聚合成的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu),只是結(jié)合的方式不同而已,因此酶解過(guò)程需要的酶是不同的;而半纖維素是由C 5糖聚合而成的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu),也需要特定的酶。纖維素及半纖維酶的成本更高,這也是導(dǎo)致木質(zhì)纖維素乙醇成本比淀粉乙醇高的重要原因之一!
“C 6糖可以被普通酵母轉(zhuǎn)換代謝生產(chǎn)乙醇,但C 5糖必須經(jīng)過(guò)特殊的酵母菌種才能代謝生產(chǎn)出乙醇,目前這種特殊的酵母還不是很成熟,工業(yè)化應(yīng)用有一定的難度,這也阻礙了低成本木質(zhì)纖維素乙醇的生產(chǎn)。”
武國(guó)慶告訴記者,目前可以生產(chǎn)出木質(zhì)纖維素乙醇,但就是生產(chǎn)成本太高。預(yù)處理環(huán)節(jié)增加了設(shè)備投資、化學(xué)品消耗和能耗,酶的用量大,成本所占比例高。能夠代謝C 5生產(chǎn)乙醇的高效酵母菌種技術(shù)不成熟,導(dǎo)致原料中約占25%的半纖維素?zé)o法轉(zhuǎn)化為乙醇,原料單耗高,成本自然高企。但縱觀國(guó)內(nèi)外木質(zhì)纖維素乙醇發(fā)展歷程,近幾年技術(shù)進(jìn)展迅速,接近產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)建設(shè)多套工業(yè)示范裝置,木質(zhì)纖維素乙醇有望在未來(lái)3到5年內(nèi)突破技術(shù)瓶頸,實(shí)現(xiàn)生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化。
現(xiàn)在由于用秸稈等植物纖維生產(chǎn)燃料乙醇并未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,大量的秸稈被用來(lái)做生物質(zhì)發(fā)電。武國(guó)慶坦言目前生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)成熟,發(fā)電規(guī)模發(fā)展迅速,纖維素乙醇在產(chǎn)業(yè)化方面處于劣勢(shì)的一個(gè)最重要原因就是秸稈燃料乙醇尚未突破,轉(zhuǎn)化成本太高!疤热艏夹g(shù)一旦突破,無(wú)論從單位秸稈生產(chǎn)出產(chǎn)品的熱值還是產(chǎn)品的價(jià)值計(jì)算,都將優(yōu)于生物質(zhì)直燃發(fā)電。”
“生物質(zhì)發(fā)電不是最好的秸稈利用方式,但目前是最可行的,并且因?yàn)閲?guó)家有適度的補(bǔ)貼,所以秸稈發(fā)電項(xiàng)目紛紛上馬!蔽鋰(guó)慶一語(yǔ)道破關(guān)鍵所在,“最近兩年,國(guó)家鼓勵(lì)以燃燒秸稈為代表的生物質(zhì)發(fā)電,發(fā)電量?jī)?yōu)先接納并網(wǎng),并在當(dāng)?shù)孛摿蚧痣妰r(jià)格基礎(chǔ)上補(bǔ)貼0 .25元/千瓦時(shí),此外還有0 .11元/度的臨時(shí)性補(bǔ)貼,而尚未形成工業(yè)化的木質(zhì)纖維素燃料乙醇沒(méi)有產(chǎn)品,在國(guó)內(nèi)自然是拿不到補(bǔ)貼的!
燃料乙醇應(yīng)用仍未大規(guī)模展開(kāi)
燃料乙醇最廣泛和最近期的用途就是車(chē)用乙醇汽油!拔覀兩a(chǎn)出燃料乙醇,以90號(hào)汽油出廠價(jià)的91.11%賣(mài)給中石油或中石化,然后他們?cè)僖?0%汽油加1 0 %燃 料乙醇的混配賣(mài)給終端消費(fèi)者!焙滦∶飨颉督(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者如是解釋近十年來(lái)燃料乙醇的生產(chǎn)銷(xiāo)售應(yīng)用渠道。
“由于燃料乙醇總產(chǎn)量少,沒(méi)有形成足夠的市場(chǎng)空間,國(guó)外已經(jīng)開(kāi)展起來(lái)的乙醇汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在中國(guó)沒(méi)有發(fā)展起來(lái)。”武國(guó)慶說(shuō)。
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