纤维素乙醇产业化进程不断加快

2020-11-24

2017年9月,国家发改委、国家能源局、财政部等十五部门联合下发了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》,提出了到2020年在全国范围内推广使用车用乙醇汽油,基本实现全覆盖的宏大目标。为了保证充足的原料供应、解决秸秆焚烧污染等问题,方案还提出了到2020年纤维素乙醇5万吨级装置实现示范运行,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的明确要求。我国每年产生9亿多吨的农林废弃物,利用其中的五分之一来生产纤维素乙醇则可消耗秸秆近2亿吨,以每6吨秸秆生产1吨乙醇计算,则可生产超过3000万吨乙醇,产业前景广阔。我国纤维素乙醇经过十几年的发展,已突破各关键环节的技术瓶颈,进入产业化示范阶段。

2020年11月9日政协第十三届全国委员会常务委员会第十四次会议在京开幕,李克强总理现场回答了五位政协常委提出的问题,其中就包括生物质能源方面的问题,并表示生物质资源能源化是清洁能源布局重点。充分利用秸秆等资源生产纤维素乙醇,是生物资源能源化的最佳代表。

纤维素乙醇产业化示范项目开始建设。2020年11月10日至11日,国投先进生物质燃料(海伦)有限公司年产2.5万吨纤维素燃料乙醇示范项目工程初步设计开工会在天辰公司召开。据了解,这将是近期国内最早开工建设的纤维素燃料乙醇示范项目,拟建项目厂区占地面积 7.05 万平方米,总建筑面积 2.8 万平方米。日玉米秸秆加工能力 582 吨,年产燃料乙醇2.5万吨,年副产蒸汽(0.98MPaG)10.69万吨。

主要工艺流程为,以玉米秸秆为原料,由原料备料、预处理、酶解、发酵、精馏、分离、蒸发等部分组成。废弃农作物玉米秸秆经过原料备料切碎成小段,通过预处理使占秸秆干重2/3~3/4 的纤维素、半纤维素从木质纤维素中释放出来,加入纤维素酶制剂,纤维素和半纤维素在酶解设备中水解生成五碳糖和六碳糖,酵母微生物同时发酵五碳糖和六碳糖生成乙醇。经蒸馏得到的产品乙醇送入储罐内贮存;精馏塔底余馏物经分离、蒸发后形成的木质素废渣与浓浆作为燃料送往三废余热锅炉。

一个年产2.5万吨纤维素乙醇装置年处理玉米秸秆约15万吨,大约可提供100~200个直接就业机会,秸秆的收集、打包、运输贮存又可提供约800个就业机会,带动周边农户年增收可达1亿元。所以,发展纤维素乙醇不但可以减少秸秆焚烧,有效治理空气污染,还可以变废为宝,增加农民收入。

此外,近期由中国石油吉林石化公司研究院研发的“万吨级纤维素制燃料乙醇成套技术开发”项目也取得突破性进展。据了解,该公司已建立了利用廉价原料高效率液体发酵生产纤维素酶的生产工艺,构建出5株高产纤维素酶工程菌株,确定了可以替代微晶纤维素的碳源,并进行了培养基的优化。

该项目负责人岳军介绍,以纤维素为原料生产燃料乙醇以其原料来源广泛、环境效益良好而被认为是最有前景的生产燃料乙醇的方法之一。将农林废弃物转化为燃料乙醇,形成产业化利用,非常适合我国的国情,从能源安全角度上看也是十分有利的,而且可消除由焚烧秸秆造成的环境问题,实现我国能源安全战略。截至目前,该项目已经完成了产酶工艺的验证,达到了考核指标要求,并申报国家发明专利4项。

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