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1、纤维素酶与 木质纤维素资源的利用,可持续发展 可再生资源 清洁生产工艺 环境友好产品,生物质资源开发 木质纤维素 海洋生物资源 微生物技术,生物加工工艺 生物制浆造纸技术 酶法有机转化,绿色生物产品 生物酒精、氢能 生物农药、可降解塑料,目前的工业生产模式不可持续,化石资源不可再生资源资源危机 化石燃料不可再生能源能源危机 三废排放生态环境污染环境危机,不可再生的石油资源的困境,廉价石油时代终结了 -人类必须戒除“油瘾”,化石资源是现代工业和现代文明的物质基础,石油、煤炭、天然气不仅提供了基本的能源，而且提供了99%的有机工业原料。,30,1990,2000,2020,2030,2010,20
2、50,2075,2100年,0,5,10,15,20,25,我国在世界CO2排放中的比例,(%),普京总统签署正式批准京都议定书之联邦法令,即使京都议定书不生效，欧盟都会坚守承诺,我们愿意做到超越京都议定书的要求,全球暖化的威胁超过恐怖主义,环境问题经济观点全球影响,化石经济，付出了巨大的环境代价（白色污染和温室效应等）,生物质资源开发 是人类继续生存的必然选择,生物质资源为可再生的原料 模仿自然界的生物过程，以酶为催化剂，（逐步地）以生物可再生资源为原料，来大规模生产人类所急需的能源、材料、大宗化学品、医药等,物质转化体系的第三次革命,煤炭经济 化石原料（石油）经济 碳水化合物经济,依赖化石
3、资源的工业文明只是人类文明历史的一幕 人类走向生物质经济时代是一种历史的回归，是人类走向可持续发展的进步和必然,生物质循环经济推动下的 可持续发展社会,生物技术的第三次浪潮,资源生物技术（新能源、新材料等） 环境生物技术（环境治理、清洁生产、 环境友好产品等） 生物催化加工（新型酶制剂、手性合 成等） 海洋生物技术（海洋资源开发、转化）,第一代燃料乙醇大量消耗粮食,二氧化碳排放与气候变暖,液体燃料的CO2和能量平衡,纤维素资源来源广、产量大,美国政府的三大目标,2012年：纤维乙醇的生产成本在经济上具有竞争力 2017年：20 in 10 - 10年后，对石油的依赖要 降低20 2030年：3
4、0 by 30 - 到2030年，美国对石油的 依赖降低30%,实现政府的目标，需600个年产1亿加仑 （30 多万吨）的乙醇厂,美国能源部半年宣布多笔巨额投资,2月宣布：今后四年，投资3.85亿美元，用于6个生物精炼厂项目。总投资将超过12亿美元。全面投产后，预计每年的纤维质乙醇产量将超过1.3亿加仑。 5月宣布：20072011年将投入2亿美元资助小规模纤维素生物炼制的技术开发，选择510个项目予以资助，要求申请者自筹50的经费。 另外，投资2300万美元资助5个乙醇发酵菌研究，投3800万招标纤维素酶生产研究。 6月宣布：将投入3.75亿美元建立三个新的生物能源研究中心，以加大纤维素乙醇
5、和其他生物燃料的基础研究力度。,Abengoa Bioenergy Biomass 及Chesterfield公司,投资：7600万美元 拟建厂址：堪萨斯州 原料：700吨的玉米秸秆、麦秸、高粱秆、柳枝稷以及其他原料/天 计划年产：1140万加仑乙醇（约3.5万吨），产生足够的电力以供应生产设施，还有富余的能源供给周边,ALICO有限公司,投资：3300万美元 拟建厂址：佛罗里达州LaBelle郡 原料：770吨木材、植物废弃物等/天 计划年产：1390万加仑乙醇（约4.2万吨），6255千瓦电力，以及每天生产8.8吨氢和50吨氨,BlueFire Ethanol有限公司,投资：4000万美元
6、 拟建厂址：加利福尼亚州Irvine市 原料：700吨分类的绿色废料和来自填埋厂的木材废料 /天 计划年产：1900万加仑乙醇（约5.7万吨）,Broin公司,投资：8000万美元 拟建厂址：爱荷华州的Emmetsburg 原料：842吨玉米纤维、芯、秸秆等 /天 计划年产：1.25亿加仑的乙醇，其中大约25%是纤维质乙醇 （约10万吨） 参与者：du Pont 、 Novozymes 以及能源部国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory）,Iogen Biorefinery Partners公司,投资：8000万美元 拟建厂址：爱达荷州的S
7、helley 原料：700吨的农业残留物(麦秸、大麦秆、玉米秸、柳枝稷以及稻草等) /天 计划年产：1800万加仑乙醇 （约5.4万吨） 参与者：Iogen能源公司、Iogen公司、Goldman Sachs公司以及荷兰皇家壳牌集团（Royal Dutch/Shell Group）,Range Fuels公司,投资：7600万美元 拟建厂址：乔治亚州的Soperton 原料：1200吨木材残余物和木基能源作物等 /天 年产：4000万加仑乙醇（约12万吨）和900万加仑甲醇,能源部生物能源科学研究中心 DOE BioEnergy Science Center,位于田纳西州，隶属于能源部橡树岭国
8、家实验室（DOEs Oak Ridge National Laboratory） 中心主任为Martin Keller 合作单位：乔治亚理工学院（Georgia Institute of Technology），能源部国家可再生能源研究室（DOEs National Renewable Energy Laboratory），乔治亚大学（University of Georgia），达特茅思学院（Dartmouth College），田纳西大学（University of Tennessee）,能源部联合生物能源研究所 DOE Joint BioEnergy Institute,位于加利福尼亚州
9、，属于能源部劳伦斯伯克利国家实验室（DOEs Lawrence Berkeley National Laboratory） 所长为Jay Keasling 合作单位：桑地亚国家实验室（Sandia National Laboratories），能源部劳伦斯利物默国家实验室（DOEs Lawrence Livermore National Laboratory），加州大学伯克利分校（University of California - Berkeley），加州大学戴威斯分校（University of California - Davis），斯坦福大学（Stanford University）,
10、能源部大湖生物能源研究中心 DOE Great Lakes Bioenergy Research Center,位于威斯康星州，隶属于威斯康星大学，密切合作单位有密执根州立大学（Michigan State University） 中心主任为Timothy Donohue 其他合作单位：能源部西北太平洋国家实验室（DOEs Pacific Northwest National Laboratory），卢锡根公司（Lucigen Corporation），佛罗里达大学（University of Florida），伊利诺利州立大学（Illinois State University）和衣阿华州立
11、大学（Iowa State University）,主要试图生产纤维乙醇的公司,Abengoa ABGOF： Babilafuente (Salamanca), 西班牙，2007 建立第一家工业化的纤维素酒精厂 Arkenol: 酸水解生产酒精 Archer Daniels Midland ADM： 利用玉米秸杆 Alternative Energy Sources (AENS): 玉米淀粉酒精，计划转为纤维素酒精 Bioengineering Resources Inc. (BRI)：利用废物生产酒精 BlueFire BFRE ：计划用酸水解法生产酒精. Broin ：美国最大的干磨酒精生
12、产商与Novozymes 和 Dupont 合作 Celunol ：购买了SunOpta 的生物质酒精生产专利，计划2007在洛杉矶建厂。,主要试图生产纤维乙醇的公司,Ceres ：利用基因工程开发能源作物用于酒精生产，例如柳枝秫 switchgrass Chevron/NREL: NREL 的合作者，可发NREL专利 Colusa Biomass Energy (CLME.PK): 利用大米壳生产酒精 Diversa DVS ：与DuPont合作研究白蚂蚁多种酶降解木材纤维素 DuPont： 研发纤维素酒精生产技术并产业化(Dupont/Diversa/Broin). Dyadic DIL
13、研发酶发生产糖 与Abengoa 合作 Genahol 计划在 Long Beach, CA, Chandler, AZ, Columbus, OH, and Orville, OH建多家纤维素酒精厂 Globex GLXI 研发超临界(SCF) 流体和酶水解结合成产纤维素酒精,主要试图生产纤维乙醇的公司,Green Star Products Inc. GSPI ：研发无水连续反应器用于纤维素酒精生产 Iogen Corp. 酶法生产纤维素酒精 Kergy 设计立足于原材料当地的纤维素酒精生产 Nova Fuels (maker of Novahol)：研发生物质-燃料技术主要是gasifi
14、cation Novozymes NVZMF 纤维素酶的研发 Pacific Ethanol: Bill Gates 在加州，俄勒冈州和爱得华州投资的厂家 PureEnergy 研发两极稀酸水解流程 SunOpta STKL ：于20年前在法国建立了第一家纤维素酒精厂. 计划在中国和美国建厂 Xethanol XNL 计划于2007年在Augusta, GA 建立5千万加仑的纤维素酒精厂,中国面临的挑战更严峻,我国是世界第二大能源生产国和消费国，2006年能源消费总量达到24.6亿吨标准煤； 人均能源资源拥有量较低，煤炭人均探明储量仅占世界平均水平的50%左右，石油、天然气人均资源量仅为世界平
15、均水平的7.7%和7.1%； 能源短缺正成为制约我国经济社会发展的瓶颈问题之一。 开发利用生物质能，对于调整能源结构，缓解化石能源供应的紧张局面，保障国家能源安全，建立可持续发展的能源供应体系，促进经济社会可持续发展具有重大意义。,中国的石油生产和需求： -现状和预测,开发生物质资源的重大战略意义,减少石油进口；平衡外汇收支；保证国家安全 促进农村经济发展；增加就业机会；保持社会稳定 改善城市大气质量；实现封闭的碳循环，减少二氧化碳净排放，减轻温室效应,2003年：生物催化与生物转化 2004年：极端微生物 生物冶金 秸杆资源高值化利用 2005年：生物基化学品的生化网络 2006年：生物炼制
16、细胞工厂 2007年：生物过程工程优化,973计划,1,大宗发酵产品的先进发酵工艺 2,生物基化学品的生物炼制技术 3,工业酶的分子改造与工程化技术,“十一五”863计划重点项目,2006年 农林生物质工程重大专项启动 2007年 生物产业大会和国际生物经济大会 2020年 生物质能源替代运输燃料15%,科技部和发改委,中国燃料酒精工业已经起步,中国粮食存在 区域性、阶段 性过剩，玉米、 小麦等被用于 生产燃料酒精。 2006年产量达 140多万吨。 新建生产能力 200万吨。,中国政府面临两难境地,中国可再生能源中长期发展规划要求，我国生物燃料乙醇的年生产能力将在2020年达到1000万吨。 原计划2010年达500万吨，但因原料供应等问题，可能调减为200万吨。 国务院6月7日召开关于可再生能源的会议，中国将停止在建的煤化工项目和粮食乙醇燃料项目，在不得占用耕地，不得消耗粮食，不得破坏生态环境的原则下，坚持发展非粮燃料乙醇。,
