纤维素乙醇：绿色能源的未来之星

纤维素乙醇：绿色能源的未来之星

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中国科技网

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来源

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纤维素乙醇是一种以农业废弃物和木质纤维素材料为原料的第二代生物燃料乙醇，通过合成生物学等先进生物技术进行生产。与传统的粮食乙醇相比，纤维素乙醇具有原料来源广泛、环境友好、碳减排效果显著等优势，被视为未来绿色能源的重要发展方向。

纤维素乙醇的最大优势在于其原料来源广泛。它主要利用农作物秸秆、林业废弃物等木质纤维素材料，这些原料不仅储量丰富，而且不与粮食争地，有效解决了第一代生物燃料面临的“与人争粮”问题。据中国产业发展促进会生物质能产业分会预测，从2021年到2030年，生物质液体燃料使用量将超过2500万吨，在交通领域减少1.8亿吨左右的碳排放量。

在环保方面，纤维素乙醇的表现同样出色。以镇海炼化生产的生物航煤为例，与传统石油基航空煤油相比，全生命周期二氧化碳排放最高可减少70%以上。此外，纤维素乙醇的生产过程还能减少硫和芳烃等有毒物质的排放，对改善空气质量具有积极作用。

近年来，纤维素乙醇的商业化进程明显加快。2022年4月，国投先进生物质燃料（海伦）有限公司在黑龙江建成国内首套纤维素燃料乙醇装置，年产能达3万吨，标志着我国在该领域实现重大突破。在全球范围内，美国和巴西作为生物乙醇的主要生产国，两国产量占全球总产量的近80%。印度尼西亚则成为全球生物柴油第一大生产国，产量占比约为17%。

国际能源署（IEA）预测，2023至2028年间，生物燃料需求将至少增加380亿升，达到2000亿升/年，对交通运输领域化石燃料的替代将达到约240万桶油当量/天。特别是在航空领域，国际航空运输协会预计，到2050年，65%的航空业碳减排将通过使用可持续航空燃料来实现。

尽管前景广阔，但纤维素乙醇的发展仍面临一些挑战。首先是成本问题。目前，生物燃料的生产成本普遍较高，价格竞争力不足。例如，西北欧加氢处理生物柴油的平均价格约为其替代的化石柴油价格的2倍，已商业化的生物航煤价格为传统航煤的2～5倍。

其次，政策支持和标准体系的完善程度也影响着产业发展。虽然多个国家和地区已出台相关政策鼓励生物燃料发展，但不同国家及地区的考量仍有较大差异，需要建立更加完善的碳交易市场，实现对生物燃料环境效益的认可和价值化。

面对挑战，纤维素乙醇产业正通过技术创新寻求突破。目前，第一代和第二代生物柴油技术已成熟，纤维素乙醇的关键技术正在突破，未来生物合成气乙醇技术和微藻乙醇也有望实现工业化。同时，与技术发展相配套的标准建设工作也在推进，目前已通过美国材料与试验学会认证的可持续航空燃料（含生物航煤）技术路线已有11条。

在“双碳”目标的推动下，纤维素乙醇作为清洁可再生能源，其重要性日益凸显。随着技术进步和规模化生产的推进，预计生产成本将逐步降低，市场竞争力将进一步提升。可以预见，纤维素乙醇将在未来能源结构中占据重要地位，为实现碳中和目标作出重要贡献。