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存在的问题

通过调研，总结出了秸秆“五化”利用存在的问题，主要是：收储运服务体系不完善、利用技术不够先进、激励扶持政策还有待完善等。“肥料化”、“饲料化”利用占比78.33%，虽然可以解决农作物剩余秸秆，但利用率低、投入产出比不高，属于低值化利用。而相对属于高值化利用的能源化及原料化利用还处于比较低的水平。秸秆全域禁烧后综合利用率要达到100%，一方面要扩大“五化”利用，补上未“五化”利用的秸秆缺口238万t，另一方面要高值化利用，尤其是能源化及原料化利用方面要加大力度。

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发展以玉米秸秆为原料的生物质能势在必行

2022年1月29日，国家发展改革委、国家能源局印发的《“十四五”现代能源体系规划》中明确了“在能源低碳转型方面，到2025年，非化石能源消费比重提高到20%左右，非化石能源发电量比重达到39%左右”;“按照不与粮争地、不与人争粮的原则，提升燃料乙醇综合效益，大力发展纤维素燃料乙醇、生物柴油、生物航空煤油等非粮生物燃料。”

汽油和柴油等化石燃料是把原来固定的碳通过燃烧使其流动化，并以二氧化碳的形式累积于大气环境，从而产生温室效应;而以玉米秸秆为原料生产燃料乙醇是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，并把太阳能变成有机物而储藏的能量。在这个过程中，相对于化石燃料，燃料乙醇可以显著减少温室气体排放，改善大气环境[2]。

近年来，纤维素燃料乙醇凭借其“清洁能源”和“绿色能源”的属性也已得到社会各界的广泛认可和大力支持，不少专家学者提出通过燃料乙醇替代煤炭、石油和天然气等燃料，不仅可以减少对传统化石能源的依赖，还可以减少颗粒物质排放、温室气体排放以及对水体和土壤的污染等，纤维素乙醇是具有发展潜力的化石燃料替代能源。以玉米秸秆为原料的纤维素燃料乙醇，具有可再生性、低污染性和减少温室气体排放等优点。　　发展纤维素乙醇有着优化能源结构、改善生态环境、促进农业发展的重要作用，符合我国建设清洁低碳、安全高效现代能源体系的要求，是我国倡导绿色低碳发展，实现“2030年碳达峰、2060年碳中和”目标不可或缺的重要举措之一。

目前，我国生物质能转化研发的关键技术还有待突破，经济性也有待进一步提高。据有关方面预计，随着我国研发技术水平和装备水平的不断提高，纤维素乙醇将有望在2025年实现规模化生产。玉米秸秆、麦秆等农林废弃物的资源化利用，对促进我国能源结构的绿色转型，防止环境污染和碳减排将具有重要的意义。

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发展建议

玉米秸秆转化为乙醇这个看似并不太复杂的加工过程，其实困难重重。原料预处理、纤维素和半纤维素水解糖化、戊糖与己糖发酵、蒸馏脱水等环节都有一系列科学、技术和工程问题需要探索和解决。纤维素乙醇技术难以产业化生产的主要原因在于原材料、能耗及环境成本居高不下，难以与第一代燃料乙醇竞争[3~5]。为了强化绿色低碳科技创新，助力我国“双碳”目标实现，建议如下。

4.1要统筹解决高效预处理工艺、低成本纤维素酶生产以及戊糖高效利用乙醇菌种等关键技术瓶颈问题，完善和优化过程技术

(1)解决生物质抗降解屏障解聚：可通过基因调控的手段改造能源作物、获得木质素含量较低或木质素易解构、糖含量高的生物能源生产原料;建立多种预处理方法，使得木质素改性或者脱除，以便于后期木质纤维素材料转化为可发酵糖[5]。

(2)开发低成本纤维素降解酶及酶解工艺：结合合成生物学技术的进展，充分挖掘酶制剂的高效性与专一性，创建与处理工艺相匹配的酶制剂复配配方，协同开发预处理与媒介工艺，最终进行工艺集成[5]。

(3)通过增加新的代谢通路提升发酵效率：菌株的选育和发酵工艺的优化是研究重点，合成生物学可为乙醇发酵菌株开发提供新的手段，设计全新代谢途径，从而实现碳原子经济，促进纤维素乙醇发酵工程的整体提升[5]。

4.2构建纤维素燃料乙醇整合生物炼制系统，全面降低工艺成本、酶成本、能耗和环境成本

(1)重点从高效利用纤维素的微生物底盘出发，通过深入研究木质纤维素降解规律，建立基于生物大数据和人工智能的数字细胞设计技术，设计构建戊糖、己糖利用与乙醇、高级醇、脂肪酸、脂肪烃等能源化学品高效合成的途径，重构物质与能量代谢调控网络，促进碳流定向分配和快速转化，使超过80%的碳流用于目标能源化学品的合成，构建出国际领先的、具有自主知识产权的木质纤维素整合生物炼制(consolidated biomass processing，CBP)系统，实现纤维素乙醇等万吨级到十万吨级的产业化示范，推进作为低碳交通燃料的应用[5]。

(2)运用合成生物学技术，在代谢工程、基因组工程等层面，继续深入研究纤维素乙醇生产制备过程中关键酶的催化机理，理性设计与定向改造重要底盘生物的生理生化性质，进行代谢调控与遗传改造，高效定向设计构建优质生产纤维素乙醇的人工细胞、多细胞体系、生物与化学耦合系统[5]。

(3)结合过程工程技术，在生物反应器设计、生物反应过程放大与系统控制等层面上，研究纤维素乙醇相关的生物发酵工艺优化、智能发酵控制、发酵产品分离纯化等，实现纤维素乙醇的高效低成本生产，从而在与石化能源的竞争中取得优势[5]。

石家庄宏胜达新能源有限公司，遵循可持续化发展要求，专注生物质能源的研究，现主要生产大力士生物质燃烧机、布袋除尘器、旋风除尘器等生物质能源设备;如果您的生物质燃烧机使用中遇到任何问题，欢迎您来电咨询。