2.4.2　技术工艺路线

美国从2010年开始利用纤维素生物燃料最终取代玉米乙醇。2022年纤维素乙醇要占生物燃料总消费量的44.4%。但目前纤维素生物燃料产业发展明显比预期慢得多。根据美国能源独立和安全法案（EISA）的规定，2010年、2011年和2012年纤维素乙醇的使用量要分别达到1亿加仑、2.5亿加仑和5亿加仑，但是由于无相应的纤维素乙醇产能，EPA将规定使用量分别调低为650万加仑、600万加仑和865万加仑。2012年美国纤维素燃料乙醇总产量为20069加仑，而且2013年也无新建纤维素乙醇产能投产。目前除英力士的2.4万吨/年垃圾制乙醇项目属于商业规模，其余装置均为示范规模。而之前曾经规划建设的商业装置，大多延期建设或取消，如美国Range fuel公司已经倒闭，Coskata公司5500万加仑/年项目和SunOpta公司1000万加仑/年项目已延期，BP公司3600万加仑/年项目已宣布取消。美国目前通过进口巴西乙醇和认证其他种类的燃料乙醇来弥补市场供应短缺。EPA通过认证新的可再生燃料，推动第二代燃料乙醇产业发展。2012年美国将甜高粱乙醇视为先进燃料乙醇，并将英力士的垃圾制燃料乙醇认证为先进生物燃料。虽然目前的情况不容乐观，但国际上有多项第二代燃料乙醇项目完成建设（表2-5），2013～2014年第二代燃料乙醇产能集中释放，说明此项技术已经具备了商业运行条件，并且通过这些装置的成功投产运行，进一步增加市场信心。据EPA估计，到2022年前美国国内将有350～400座新型生物炼厂投产，完全可满足160亿加仑纤维素乙醇使用目标。

表2-5　世界商业规模第2代燃料乙醇生产装置

事实上，中国没有像巴西市场的乙醇灵活燃料汽车，其根本原因在于中国没有以稳定原料为基础的燃料乙醇生产技术。生物燃料乙醇的原料来源具有多元化、易获取的特点，中国的生物燃料乙醇原料主要有三类：淀粉质原料（玉米、小麦、木薯、甘薯、甜高粱等）；糖质原料（甘蔗、甜菜、糖蜜等）；纤维素原料（农作物秸秆、木材加工剩余物、能源草、微藻等）。

中国第一代玉米燃料乙醇技术已达到国际先进水平，但是出于国家粮食安全的考虑，我国对玉米燃料乙醇的产业发展进行了宏观调控。第1.5代木薯燃料乙醇技术发展相对完善，已处于规模化生产阶段。木薯原料经过除尘、粉碎、液化和糖化，可进一步发酵成为乙醇。第二代纤维素乙醇由于原料资源丰富且较为廉价（农作物秸秆、木材加工剩余物、能源草、海洋微藻等），是最有潜力的非粮生物燃料乙醇，但中国纤维素乙醇在原料预处理、纤维素酶水解和木糖高效乙醇发酵三个环节仍存在一定的技术瓶颈，均存在加工成本高、纤维产量低、纤维品质差和环境污染等问题，实现大规模的工业化发展尚待时日。2017年，经过国务院同意，我国十五部委联合发布的《实施方案》指出，到2020年，纤维素燃料乙醇5万吨级装置实现示范运行，力争在2025年实现纤维素乙醇规模化生产。