變廢為寶:農(nóng)林生物質(zhì)生產(chǎn)汽車燃料

開發(fā)生物工程技術(shù)，利用農(nóng)林生物質(zhì)，生產(chǎn)車用燃料、化學(xué)品及生物基材料，有利于緩解我國原油資源短缺制約國民經(jīng)濟發(fā)展的矛盾，實現(xiàn)了農(nóng)林生物質(zhì)的工業(yè)轉(zhuǎn)化，可拓寬糧食、秸桿等生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化渠道，充分利用不宜作為農(nóng)田使用的荒坡林地，有利推動農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，解決“三農(nóng)”問題。

生物燃料燃燒不產(chǎn)生二氧化硫，產(chǎn)生的二氧化碳通過作物的光合作用又轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)，生物質(zhì)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的材料大多具有生物可降解性，不會像石油基材料造成環(huán)境污染。

借鑒國外的經(jīng)驗，應(yīng)該實施政府推動，企業(yè)參與，選準(zhǔn)目標(biāo)，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，加強技術(shù)研究，著力提高經(jīng)濟性，適時實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的策略。目前宜在以下四個方面重點開展工作。

(1)車用乙醇汽油及以乙醇為原料生產(chǎn)化學(xué)品。

在國務(wù)院及有關(guān)部委的推動下，以拓寬糧食轉(zhuǎn)化渠道為目標(biāo)的燃料乙醇生產(chǎn)及車用乙醇汽油的試點與推廣工作已取得明顯進展。吉林、河南、安徽建設(shè)的4套年產(chǎn)300kt/a燃料乙醇裝置2005年將全部建成投產(chǎn)，河南、吉林、安徽、黑龍江已在全省封閉運行銷售乙醇汽油。應(yīng)進一步做好車用乙醇汽油的推廣工作，同時，要開展以玉米、甘蔗和木薯為原料的高產(chǎn)乙醇工藝研究，重點選育高產(chǎn)乙醇的菌種，提高菌種發(fā)酵產(chǎn)乙醇的溫度耐受性，高濃度乙醇的耐受性，開發(fā)連續(xù)發(fā)酵技術(shù)，改進乙醇脫水技術(shù)，降低乙醇生產(chǎn)的能耗，降低成本;努力提高副產(chǎn)物的利用價值，千方百計降低燃料乙醇的生產(chǎn)成本。要圍繞擴大乙醇的原料來源組織技術(shù)開發(fā)，重點是研究利用農(nóng)作物的秸桿生產(chǎn)燃料乙醇技術(shù)。

乙醇脫水生產(chǎn)乙烯是傳統(tǒng)的乙烯生產(chǎn)路線，但用糧食生產(chǎn)的乙醇，生產(chǎn)乙烯成本比較高。隨著生物工程技術(shù)的進步、乙醇原料來源的擴大及國際市場原油供應(yīng)短缺、油價繼續(xù)攀高，乙醇生產(chǎn)乙烯及其衍生物可能成為一種經(jīng)濟的選擇。應(yīng)研究改進乙醇生產(chǎn)乙烯的技術(shù)，使原料乙醇的消耗降低到接近理論消耗值，改善經(jīng)濟性，使該工藝路線成為未來采用農(nóng)林生物質(zhì)，生產(chǎn)石化產(chǎn)品的可供選擇的技術(shù)路線。

(2)生物柴油。

(3)聚乳酸。

以淀粉類谷物經(jīng)水解生產(chǎn)葡萄糖、麥芽糖再經(jīng)特殊酵母菌發(fā)酵得到乳酸，乳酸直接聚合或乳酸脫水環(huán)化制成丙交酯，丙交酯開環(huán)聚合得到聚乳酸;丙交酯和其他單體如乙交酯(GA)、乙酸內(nèi)酯(E—CL)、乙二醇(EG)等共聚得到改性聚乳酸。聚乳酸有良好的生物相容性和可生物降解性，能被酸、堿、生物酶等降解;聚乳酸還具有優(yōu)異的物化性能、力學(xué)性能及阻隔性能，被看作21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ男滦蜕鷳B(tài)環(huán)保材料。國外對聚乳酸的加工應(yīng)用研究主要集中在生產(chǎn)生物降解塑料和纖維，而纖維的主要應(yīng)用開發(fā)方向是非織造無紡布。Gangill-Dow公司已建成世界上規(guī)模最大的能力為140kt/a的生產(chǎn)生物降解塑料的聚乳酸裝置，也在開發(fā)聚乳酸非織造布產(chǎn)品，美國ECOHEM、德國BOEHRINGER、INGETHEIM也正開始聚乳酸及其纖維的批量生產(chǎn)，日本Kanebo公司開發(fā)了Lactron纖維和熔噴無紡布。

我國中科院成都有機所、南開大學(xué)高分子所已掌握超高相對分子質(zhì)量聚乳酸的實驗室技術(shù)，中國石化儀征化纖正在開發(fā)聚乳酸纖維生產(chǎn)技術(shù)。針對聚乳酸的特性及應(yīng)用前景，應(yīng)考慮開發(fā)低成本乳酸生產(chǎn)技術(shù)，進一步提高聚乳酸性能的聚合技術(shù)和成套的聚乳酸工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)降解塑料和纖維等的聚乳酸加工應(yīng)用技術(shù)。

(4)1，3-丙二醇及1，4-丁二醇。

1，4-丁二醇和FFA縮聚得到的聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)是近年發(fā)展速度最快的五大工程塑料之一，1，4-丁二醇通常通過化學(xué)合成法得到。美國Argonne國家實驗室等已經(jīng)聯(lián)合開發(fā)酶法工藝，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為丁二酸，再用適當(dāng)?shù)拇呋瘎⑵滢D(zhuǎn)化為1，4-丁二醇。該工藝的特點是易于操作，成本低廉，可達世界級規(guī)模(100kt/a)，已有計劃和Applid Carbochemicals公司合作，將該工藝推向工業(yè)化。開展生物法生產(chǎn)1，4-丁二醇技術(shù)研究也應(yīng)引起我們的重視。