【深度】生物质产业关键技术突破与产业前景-第3页-北极星固废网

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2.1原料供应

任何资源都是有限的，虽然现在有大量的生物质资源亟待开发，但随着技术的进步，这些资源也会变成有限的和宝贵的。生物质产业化所需原料消耗非常大，所以，生物质资源的发展是实现大规模商业化应用生物质的根本前题。应在不同地域实现甘蔗和甜高粱等能源作物、麻风树和小桐子等能源植物，以及微藻等藻类资源规模化的优良品种培育和品质优化，进行能源作物和能源植物的基因工程改良，提高单位面积产量，提高耐盐、抗旱的抗逆特性，使之能够在荒山荒坡、盐碱地、戈壁滩甚至沙漠上得到高产量，以提供丰富的原料。此外，各种速生的薪炭林、灌木林是秸秆之外原材料的有效补给。中国幅员辽阔，自然条件复杂，生物质原料种类繁多和分散，适宜形成以地域和原料为导向的生物质产业的原料多元化发展战略[6]。合理布局我国广袤非农牧边际土地的生物质资源发展，保障国家经济和社会发展所需的生物质资源安全和可持续利用是生物质产业的关键。

2.2技术瓶颈

技术进步是促进产业化的关键。生物质产业发展的技术瓶颈尚未被完全突破。如何将生物质原材料经济高效地转化为低成本、高品质的五碳糖、六碳糖和木质素及其衍生物，进而生产更有价值的生物基化学品、生物基材料和生物乙醇等生物能源[7]，依然是降低成本的技术关键难题。显然生物质转化技术不仅仅是一个生物学问题，更是一个工程学问题，因为技术经济问题属于工程科学家的研究范围，是生物化学工程学科中最具挑战性的课题。正如青霉素的大工业生产开发过程，只是在工程技术上开创了液体深层纯种培养技术，使在技术经济上获得决定性突破，并开创了生物化学工程这一新学科[8]。我们认为，生物质的产业化也正面临着类似的局面，必须有新的重大技术突破，才能扭转产业化困难的局面。

2.3产业的国家支持

生物质产业链不完整，也缺乏规模化、市场化的基础设施和相关产业配套。生物质新能源目前只能作为主流能源的补充，同传统化石能源相比，其研发和利用成本比较高，大部分生产企业需要额外的补贴、税收优惠才能赢利或生存。但目前国家扶持政策在研发、财政、金融、市场等政策间缺少衔接、配套和细化。这方面需要完善生物质产品的价格补贴政策，逐步从建设投资补贴转向原料补贴、产品补贴、消费补贴、投资补贴，创新有利于生物质产业发展的商业模式。

3生物质产业关键技术突破点

尽管产业发展空间广阔，生物质产业化和商业化的进程中，成本居高不下是最大阻力。迫切需要从其关键过程入手，寻找降低成本的途径，通过基础应用研究和关键核心技术(如原料预处理、酶制剂)的研究，在基础研究、关键技术耦合和设备研发等技术方面获得新的突破，才能实现生物质资源的高效、高值的利用。

3.1原料多元化

地球上不同地区的多样化气候和土壤条件，形成了多样化的植物种类，因为可以使用多种不同的原料，采用多种不同的形式，生物质能源的地域适应性才更好，是唯一能全面替代化石能源的资源。由于生物质原料的多样性，因此在产品设计时，不仅要考虑产品本身的用途，还必须选择相应的植物原料及转化途径，要把产品、原料和生产过程有机地联系在一起[9]。

生物质原料是生物质产业之本，包括废弃生物资源(农林废弃物、禽畜粪便、有机垃圾、有机废水等)、专用能源作物(木薯、甘薯、甜高粱、菊芋等)、专用能源植物(黄连木、麻风树、油桐、文冠果、光皮树、乌桕等)。农作物秸秆是最具有代表性的木质纤维素资源。秸秆和木材同属于木质纤维素，都由纤维素、半纤维素和木质素组成，然而两者在结构和化学组成上却有较大的差异，其转化特性也不同(表1)。