2.4.2　技術工藝路線

美國從2010年開始利用纖維素生物燃料最終取代玉米乙醇。2022年纖維素乙醇要占生物燃料總消費量的44.4%。但目前纖維素生物燃料產業發展明顯比預期慢得多。根據美國能源獨立和安全法案（EISA）的規定，2010年、2011年和2012年纖維素乙醇的使用量要分別達到1億加侖、2.5億加侖和5億加侖，但是由于無相應的纖維素乙醇產能，EPA將規定使用量分別調低為650萬加侖、600萬加侖和865萬加侖。2012年美國纖維素燃料乙醇總產量為20069加侖，而且2013年也無新建纖維素乙醇產能投產。目前除英力士的2.4萬噸/年垃圾制乙醇項目屬于商業規模，其余裝置均為示范規模。而之前曾經規劃建設的商業裝置，大多延期建設或取消，如美國Range fuel公司已經倒閉，Coskata公司5500萬加侖/年項目和SunOpta公司1000萬加侖/年項目已延期，BP公司3600萬加侖/年項目已宣布取消。美國目前通過進口巴西乙醇和認證其他種類的燃料乙醇來彌補市場供應短缺。EPA通過認證新的可再生燃料，推動第二代燃料乙醇產業發展。2012年美國將甜高粱乙醇視為先進燃料乙醇，并將英力士的垃圾制燃料乙醇認證為先進生物燃料。雖然目前的情況不容樂觀，但國際上有多項第二代燃料乙醇項目完成建設（表2-5），2013～2014年第二代燃料乙醇產能集中釋放，說明此項技術已經具備了商業運行條件，并且通過這些裝置的成功投產運行，進一步增加市場信心。據EPA估計，到2022年前美國國內將有350～400座新型生物煉廠投產，完全可滿足160億加侖纖維素乙醇使用目標。

表2-5　世界商業規模第2代燃料乙醇生產裝置

事實上，中國沒有像巴西市場的乙醇靈活燃料汽車，其根本原因在于中國沒有以穩定原料為基礎的燃料乙醇生產技術。生物燃料乙醇的原料來源具有多元化、易獲取的特點，中國的生物燃料乙醇原料主要有三類：淀粉質原料（玉米、小麥、木薯、甘薯、甜高粱等）；糖質原料（甘蔗、甜菜、糖蜜等）；纖維素原料（農作物秸稈、木材加工剩余物、能源草、微藻等）。

中國第一代玉米燃料乙醇技術已達到國際先進水平，但是出于國家糧食安全的考慮，我國對玉米燃料乙醇的產業發展進行了宏觀調控。第1.5代木薯燃料乙醇技術發展相對完善，已處于規模化生產階段。木薯原料經過除塵、粉碎、液化和糖化，可進一步發酵成為乙醇。第二代纖維素乙醇由于原料資源豐富且較為廉價（農作物秸稈、木材加工剩余物、能源草、海洋微藻等），是最有潛力的非糧生物燃料乙醇，但中國纖維素乙醇在原料預處理、纖維素酶水解和木糖高效乙醇發酵三個環節仍存在一定的技術瓶頸，均存在加工成本高、纖維產量低、纖維品質差和環境污染等問題，實現大規模的工業化發展尚待時日。2017年，經過國務院同意，我國十五部委聯合發布的《實施方案》指出，到2020年，纖維素燃料乙醇5萬噸級裝置實現示范運行，力爭在2025年實現纖維素乙醇規模化生產。