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《小黑麦秸秆水预处理综合生产半纤维素甲烷和纤维素丁醇》

  • 来源专题：可再生能源
  • 编译者： pengh
  • 发布时间：2021-03-14

  • 尽管木质纤维素丁醇有很多优点，但如果没有从木质纤维素的非纤维素部分获得学分的工艺，它就不能成为真正的替代品。本研究将“纤维素丁醇”工艺与“半纤维素甲烷”工艺相结合，即厌氧消化(AD)工艺，以获得更高的能源投资回报(EROI)。水预处理被评价为工艺之间的连接链。在140℃、160℃和180℃下，利用碱性(1% NaOH)、酸性(1% H2SO4)和中性(自水解)预处理回收小黑麦秸秆的生物能源。对碱(180℃)、稀酸(140℃)、自水解(180℃)预处理的秸秆进行酶解和乙酰丁酸梭菌发酵的水解产物分别得到13.6、8.5和10.2 g/L丙酮-丁醇-乙醇(ABE)。碱性预处理、稀酸预处理和自水解后剩余的液体中甲烷含量分别为83 ~ 121、240 ~ 247和380 ~ 430 mL/g, EROI增加60%以上。

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相关报告

  • 《生物能源生产中木质纤维素原料预处理的最新进展》
    • 来源专题：可再生能源
    • 编译者：pengh
    • 发布时间：2017-06-25
    • 木质纤维素生物质是目前最丰富的可再生能源生物资源。由于其结构不充分，木质纤维素原料不能直接转化为可发酵的糖。因此，我们需要一种额外的步骤，即在糖的释放过程中，需要进行有效的酶水解。对不同的生物质原料进行了各种预处理技术的研究和研究。预处理的主要问题之一是在预处理过程中糖的降解和抑制剂的形成。在对不同生物能源产品的释放进行酶水解和发酵等预处理后，抑制剂的形成有一定的影响。糖的降解和抑制剂的形成取决于预处理和生物质类型的类型和条件。本文综述了木质纤维素的结构，以及影响预处理和预处理的因素。本综述进一步讨论了各种预处理技术和不同的预处理技术，用于生产沼气、生物氢、乙醇和丁醇。
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  • 《我国对于纤维素乙醇的需求市场潜力巨大》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2023-02-27
    • 纤维素乙醇，是以农作物秸秆与壳皮、林业边角料等植物纤维为原料制造而成的燃料乙醇。为应对能源危机、保护生态环境，燃料乙醇受到关注。一直以来，乙醇是以粮食为原料制得，随着燃料乙醇需求攀升，此领域粮食消耗量不断增加，纤维素乙醇以农林废弃物为原料生产燃料乙醇，可提高资源利用率、避免粮食浪费，因此被寄予厚望。 全球农作物秸秆产量庞大，以我国来看，我国每年农作物秸秆产生量达到9亿吨以上，早期主要处理方式是焚烧，不仅会造成资源浪费，还会造成空气污染，因此纤维素乙醇技术发展可行性高。我国发展纤维素燃料乙醇能够产生显著的综合效益。一是促进环境保护。我国已经出现了严重的雾霾问题，秸秆焚烧是雾霾的季节性污染源之一，禁绝秸秆焚烧是京津冀等大气污染严重地区的紧迫任务。以秸秆为原料生产纤维素燃料乙醇，推动农作物秸秆高值利用和高端转化，能够解决秸秆等农林废弃物焚烧问题。同时，纤维素燃料乙醇有利于碳减排，为履行我国在2015年气候变巴黎大会上作出的“2030年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现”承诺作出积极贡献。二是促进能源替代。生物燃料乙醇是交通运输液体燃料中里唯一能够大规模替代化石能源的清洁可再生能源，而纤维素燃料乙醇是代表生物燃料乙醇未来发展方向的先进生物液体燃料，能够有效替代化石能源。三是促进贫困地区的乡村振兴。生物质中的糖以纤维素、半纤维素形式存在，其中，纤维素糖使用传统发酵法可以转化为乙醇，而半纤维素糖转化难度高，并且，不同的植物纤维素成分存在差异，因此纤维素乙醇技术难度高。 现阶段，纤维素乙醇制备工艺主要有酸水解法、酶水解法、发酵法、联合生物加工法等。其中，酸水解法包括浓酸水解与稀酸水解两种，其收率较高，可处理不同原料，但存在污染性；酶水解法反应条件温和，对环境友好，但生产效率低，成本高；发酵法与联合生物加工法仍在探索过程中，特别是联合生物加工法理论上是最优良的纤维素乙醇生产方式，因此其技术研究还在不断深入。 根据新思界发布的《2021-2026年中国纤维素乙醇行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，在海外市场中，已经开始纤维素乙醇商业化布局的企业主要有美国POET-DSM、德国Clariant、意大利Beta Renewables、巴西GranBio等。全球纤维素乙醇行业规模正在不断扩大。 我国政府大力推动乙醇汽油覆盖率提升，利好我国纤维素乙醇行业发展。2017年9月，国家发改委、国家能源局等十五部门联合印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》，提出到2020年全国范围内基本实现车用乙醇汽油全覆盖，到2025年力争纤维素乙醇实现规模化生产。在此背景下，我国纤维素乙醇行业迎来发展机遇。 分析人士表示，纤维素乙醇行业发展具有缓解能源危机、资源再利用、保护生态环境等突出优点，具有明显的社会与经济效益，因此受到全球多个国家的关注。纤维素乙醇原材料来源广泛，随着生产技术不断突破，正在逐步进入商业化发展阶段，未来市场前景广阔。与国外相比，当前我国纤维素乙醇行业也面临一定程度的瓶颈。一是秸秆低密度、高分散、难储存，收储运易受到季节、气候、地域和道路等因素制约，导致原料收购成本高、可持续供应难度较大。二是我国纤维素燃料乙醇产业化技术和装备成熟度不高，投资门槛高，投资回报期相对较长。三是新兴产业尚处于商业化初期，还缺乏有力的财税扶持政策。四是纤维素燃料乙醇与粮食燃料乙醇在终端消纳上没有区别，在成本远高于其他燃料乙醇产品的情况下，缺乏市场竞争力。 为此，专家建议我国应加大力度发展纤维素乙醇：一是大力支持纤维素燃料乙醇产业化技术创新。在纤维素预处理、酶制剂和戊糖发酵等关键技术基本成熟基础上，推动技术集成优化和完善。二是出台实质性财税扶持政策。参照国外成熟做法和国内相关领域经验，阶段性对纤维素燃料乙醇提供政策扶持，以加快我国纤维素燃料乙醇规模化、商业化进程加强纤维素燃料乙醇优先消纳保障。三是对纤维素燃料乙醇给予优先消纳权，明确要求石油企业应足额消纳纤维素燃料乙醇，并对纤维素燃料乙醇企业产品销售在销量、价格上给予差别化保障。
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