我國經濟持續高速增長,但同時也暴露了一個問題,就是經濟的高速發展對石油進口的依存度越來越大,隨著現代工業的迅速發展,大規模開發利用作為清潔能源的可再生資源顯得日益重要。許多國家都制定了相應的開發研究計劃,例如:美國的“能源農場”、巴西的“酒精能源計劃”和日本的“陽光計劃”等發展規劃。其它諸如丹麥、荷蘭、德國等國,多年來一直在進行各自的研究與開發,并形成了各具特色的生物質能源研究與開發體系,擁有各自的技術優勢。我國在纖維素乙醇技術開發上也取得了一些重要進展。
目前,國外纖維素乙醇產業化的研究已經成為了熱潮,正步入一個關鍵時期。但整體上,由于在纖維素酶生產技術、戊糖己糖發酵菌株構建等方面還沒有取得根本性的突破,所以距離纖維素乙醇的產業化還有一定的距離。
2009年遼寧省能源研究所承擔國家863課題“木質纖維素原料乙醇發酵前的膨化處理技術研究”(SQ2009AA10Z4483690)。采用膨化技術對玉米秸稈木質纖維素進行預處理。玉米秸稈的素受到破壞,木質素包裹作用減弱,纖維素酶的空間作用面積提高,分析表明有部分半纖維素和少量木質素水解,經測定纖維素結晶度降低了12.68%。通過進一步纖維素酶解試驗,與未處理的相比膨化處理后原料酶解時間可縮短16h,未經膨化處理原料還原糖的酶解產率為13.48%,膨化處理后原料還原糖的酶解產率可達24.91%。
目前遼寧省能源研究所參與國家“863”計劃主題項目“纖維素燃料乙醇制備關鍵技術與示范”(SS2013AA050700),研究超低濃度酸系對在木質纖維素膨化過程中的作用效果,分析木質纖維素超分子結構的化學鍵斷裂形式以及與生物酶解作用關系,形成超低酸膨化化學反應動力學模型,建立木質纖維素微觀相結構與生物酶作用的數學模型;并以此研究結果建設一個年產纖維素燃料乙醇1000噸的示范工程,為我國纖維素乙醇產業的建立和發展提供技術支撐。