第一章项目意义与必要性1.1国内外现状和技术发展趋势1.1.1国内外现状随着生物乙醇在多个应用领域的使用，生物乙醇的生产发展和推广使用虽然几经起伏，但是目前已呈现出快速上升的趋势。巴西从20世纪70年代开始在全国依法推广使用生物乙醇和车用乙醇汽油，已成为世界上第一个在汽油机上只使用生物乙醇的国家；美国生物乙醇产量已从1980年的52万吨达到2001年的540万吨，车用生物乙醇的使用范围从2001年的19个州发展到目前的41个州；欧盟诸多发达国家相继制定了生物乙醇发展规划，我国的近邻印度和泰国也开始在部分省、邦推广使用生物乙醇。我国于2002年制定了生物乙醇“十五”发展规划，并在河南省郑州、洛阳、南阳和黑龙江省的哈尔滨、肇东市的中心城区进行了车用生物乙醇汽油的使用试点。试点证明，在我国推广使用车用生物乙醇汽油在技术、管理上都是可行的，且环保效益明显，社会经济效益显著。按照国家的统一部署，截止2005年底，河南、安徽、黑龙江、辽宁、吉林五省全境和山东、江苏、河北、湖北四省的部分地区已基本实现车用生物乙醇汽油替代无铅汽油。1.1.2技术发展趋势在近年来的发展中，国内外研究攻关有了新的发展，谷物生产乙醇工业事实上已经在自觉或不自觉地采用了生物炼制技术。例如，美国玉米湿磨厂同时生产乙醇、高果糖浆、玉米油、玉米蛋白粉、玉米蛋白饲料、以及其它产品（如维生素和氨基酸），其经济效益和必要性都是明显的。国内河南天冠集团利用陈年小麦生产乙醇时，通过联产麸皮、小麦蛋白（谷元粉）、高蛋白饲料，以及用废水发酵生产沼气，用二氧化碳生产可降解塑料等，将全部原料都转化成不同的产品，也取得了良好的经济和社会效益。国外也已有不少论文在讨论纤维类生物质炼制技术的可能性。目前考虑较多的商业计划是利用农业废弃物综合生产生物乙醇、纸浆，而利用木素提供能量。工业木素的市场较小，只能作为燃料燃烧。如能加工成较高值产品会增加企业效益。二氧化碳可以收集起来出售，也可用于增加温室植物的产量。经济分析显示，纸浆-乙醇联产企业的经济效益会明显优于单独生产乙醇的企业。国内山东大学、南京林业大学、浙江大学等单位已开展纤维素酶法生产生物乙醇技术研究20多年，已经建立了多家纤维素酶制剂生产企业，如宁夏夏盛集团等已工业化生产纤维素酶多年。目前纤维素酶的国内销量已达15000吨（含外资企业内销）。但因为酶的生产成本较高，只能用于饲料、纺织、食品等高附加值行业。纤维素酶法转化乙醇的实验室研究也很多，但未见成功进行大规模中试的报道。纤维素乙醇产业化的另外两个主要瓶颈是：麦秸等木质纤维素类原料需要经过预处理（稀酸法、蒸汽爆碎法等），国外稀酸法已比较成熟，而国内研究还很不够；木质纤维素类原料降解产生的木糖等戊糖不能被酒精酵母发酵成乙醇，国内外都进行了大量基因工程菌构建等研究，但目前技术也还不成熟。为了在加快纤维素酒精生产技术产业化进程的同时，尽量减少研发投入的巨大风险，探索有中国特色和自主知识产权的生物炼制新途径，山东大学早在“八五”-“九五”期间就曾同中国造纸研究院合作，开展过纸浆-酒精-饲料蛋白联产的大量研究和调研工作，研究成果曾经被选拔为1997年国家环保局推荐推广环保科技成果转化项目，但由于牵涉问题过多，未能成功实施。玉米芯可用作高含量木聚糖的来源，用于生产木糖醇等高附加值产品。近年来，中国在山东****等地已经建立起了大规模的玉米芯加工企业，如****公司建立了以低聚木糖为主的万吨寡糖生产基地，****公司现有的生产能力达到了木糖13000吨，木糖醇20000吨。当地另一家年产5000吨糠醛的企业也已经在建设中。这些企业目前每年要消耗玉米芯40余万吨，然而，目前的生产工艺只利用了原料中的部分半纤维素，10吨左右原料才能生产1吨产品。而同时产生出数吨所谓的木糖渣，只能以每吨干物质50元左右的低价卖给电厂烧掉了。这些已经集中起来的木糖渣的纤维素含量高达60%左右，由于已经经过深度预处理，比较容易被纤维素酶水解生成葡萄糖，进而发酵生成燃料酒精。由于半纤维素中的木聚糖大部分已经被转化成高值的木糖相关产品，单独生产酒精工艺中木糖难以被酒精酵母转化为酒精的难题也就自然部分化解了。产出的木素和二氧化碳同样可以为企业提供能量和生产其它产品。初步的技术经济分析显示，木糖相关产品-酒精联产工艺具有良好的经济和社会效益。1.2对产业发展的作用与影响，产业关联度分析能源、环境、农业、人口与就业是影响全球经济社会可持续发展的主要因素。如何统筹协调地解决上述问题，已引起国内和国际社会的广泛关注。生物乙醇的开发应用与车用生物乙醇汽油的推广使用，将是缓解上述问题的有效途径之一，也是对科学发展观的积极探索。首先，生物乙醇作为一种绿色可再生能源，伴随着科学技术发展将有丰富的原料来源——粮食与各类植