能源植物培育及利用：２１世紀大展宏圖時代

今天，“石油農業”已悄悄地在全世界興起。我國幅員遼闊，地大物博，也不乏石油植物，如海南油楠樹，砍掉樹干，油會源源而出，一棵大一點的樹每天能產油10～15公斤。

與其他能源相比，石油植物的開發有很多優點。首先，它是綠色植物，不會污染環境；其次，它屬于可再生資源，能有計劃地種植和開采；再者，較之于核能等能源要安全得多。正是基于上述優點，能源專家指出，21世紀將是能源植物大展宏圖時代。

能源植物及液體燃料利用新技術研究示范

成果簡介:

1．建立了能源植物資源信息資源庫。篩選出了1—3年可收獲的蓖麻、綠玉樹、麻瘋樹，以及5—7年可收獲的光皮樹、油桐等優良的速生高產能源樹種。制定出了5項指標，即含油率、經濟產量、適生區大小、繁殖難易和油的成份作為篩選和評價能源植物的依據。

2．綠玉樹、光皮樹、蓖麻和麻瘋樹等原料油植物篩選出高種源12個，無性系19個。

3．以綠玉樹為試材，利用分子標記、抗寒基因導人和倍性育種等手段，進行了生物技術育種，獲得了高產烷烴類化學物質的四倍體和轉基因植物材料。分別在湖南江華、桂陽、龍山縣和廣西南寧市結合國家退耕還林工程營建了能源植物原料林基地200公頃。完成與不同種類能源植物配套的速成栽培新技術開發。完成了綠玉樹植物形態解剖結構；乳汁的化學組成分析；乳汁設備研制及改進；烷烴和烯醇類生物質液體燃料油制取。研制出綠玉樹乳汁榨取裝置1套。

4．生物質液體燃料油研究開發(物理方法直接獲取和化學方法間接獲取)物理方法—綠玉樹乳汁制取烷烴和烯醇類生物質液體燃料油，已有階段性成果。化學方法—含三酸甘油脂的木本油料植物油脂交換法制取生物柴油。研制出年產600噸的小型連續工藝生產生物柴油裝置。與企業合作建有年產10000噸的連續工藝生產生物柴油廠。

木質纖維素水解產物高效酒精發酵技術研究

成果簡介:課題主要研究目標是：探索出高效酒精發酵菌種；確定固定化細胞方法并使固定化細胞在反應器中穩定運轉；提高糖利用率、酒精得率，縮短發酵周期；獲得一株高效轉化葡萄糖和木糖成酒精的基因重組菌株。課題成果包括利用木糖產酒精酵母菌的選擇；高效利用木糖產酒精酵母菌的馴化、固定化和酒精發酵。

該酒精發酵技術，首先從利用木糖和葡萄糖產酒精的9個酵母菌種中，以木糖為唯一底物選擇出3株菌種；然后對該3株菌種進行木糖產酒精的馴化，確定1株酵母菌種具有高效代謝木糖和葡萄糖產酒精的能力；該菌種經馴化和固定化后，24h酒精發酵的木糖、葡萄糖、總糖利用率和乙醇產率分別達到了87．9％，99．99％，93 95％和99．99％。課題成果可在木質纖維素稀酸水解液的酒精發酵技術中得到應用，通過對稀酸水解液進行適當的脫毒處理和固定化細胞技術，可使乙醇發酵取得更好的結果。

生物質裂解液化技術

主要研究內容：(1)建立以生物質為燃料的熱載體陶瓷球加熱系統；(2)建立生物質快速熱裂解反應器；(3)開發生物油的冷激和凈化技術；(4)研究熱載體陶瓷球與殘炭的分離和循環技術；(5)研究工藝參數對于生物質液化結果的影響和參數優化；(6)探索生物油作為燃料、脫硫劑、脫硝劑和其它精細化工原料的方法。

獲得的技術成果：(1)建立了以生物質為燃料的流化床燃燒加熱熱載體陶瓷球的加熱系統；(2)建立了“Z”字形下降管式快速熱解反應器，獲得了發明專利；(3)解決了研究內容涉及的冷激技術、熱載體循環利用技術、熱載體與殘炭分離技術；(4)進行了生物油／柴油乳化燃料用于拖拉機燃料的初步試驗；(5)對生物粗油進行了初步分析；(6)課題研制過程中，提出了有關的基礎研究需求。依據這些需求申報并獲得批準了2項國家自然科學基金資助項目。

甜高梁莖稈制取乙醇技術

該項目研究開發出具有我國自主知識產權的甜高粱莖稈制取燃料乙醇新技術、新工藝。以甜高粱莖稈為原料，按不同規模和地區研發兩種工藝。1、流態固定化酵母快速發酵工藝，適宜較大規模和我國南方地區應用。與批次發酵相比，時間由72h～96h縮短為8h～l0h，已建成年產400噸乙醇能力的生產性中試工程。2、固體發酵工藝，工藝穩定、成酒率高、成本低、沒有任何污物和無水排放，一次性投資少，可為農村剩余勞力提供更多就業機會，已建成年產5000噸甜高粱莖稈乙醇的產業化示范工程，該項技術適用于新建甜高粱莖稈生產燃料乙醇生產廠和對舊酒精廠的改造。畝產甜高粱莖稈可轉化250—300公斤乙醇，和玉米作原料相比，每畝地原料可轉換獲得的乙醇，產量高、成本低；廢渣可制成食草動物的飼料，也可制漿造紙。綜合開發甜高梁全價利用，生物質能轉化率可達90％以上。其總體工程技術的能源效益、經濟效益和環境效益皆佳，具國內領先。國際上也極為重視生物質乙醇的開發。項目符合國家能源產業發展政策，工程的建成將為我國乙醇生產原料多原化和大幅降低成本及農業產業結構調整作出貢獻。