纖維素乙醇領(lǐng)域國際發(fā)展態(tài)勢分析課程

1、纖維素乙醇領(lǐng)域國際發(fā)展態(tài)勢分析中國科學院國家科學圖書館成都分館地址：四川省成都市一環(huán)路南二段16號；郵編：610041電話 E-mail：zx2010年1月纖維素乙醇領(lǐng)域國際發(fā)展態(tài)勢分析陳云偉 王春明 丁陳君 陳方 鄧勇（中國科學院國家科學圖書館成都分館 成都 610041）摘要：2009年，發(fā)展“低碳經(jīng)濟”成為全球共同關(guān)注的重點。以纖維素乙醇為代表的下一代先進生物燃料正在成為新世紀特別具有發(fā)展前景的新型能源。發(fā)展纖維素乙醇燃料對于解決全球能源危機，應對氣候變化具有重要意義。美國、歐盟等國家和地區(qū)積極采取措施，大力推進纖維素乙醇燃料的研發(fā)和商業(yè)化。本報告分析了國際上

2、各國發(fā)展纖維素乙醇的相關(guān)政策、規(guī)劃與行動，總結(jié)了纖維素乙醇生物燃料的研發(fā)進展與關(guān)鍵技術(shù)，解析了美國政府的研發(fā)布局以及國際重要纖維素乙醇生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)狀與特點，展示了纖維素乙醇的發(fā)展前景以及存在的問題與爭議。政策、規(guī)劃與行動：（1）美國從政府層面積極推動纖維素乙醇發(fā)展。政府早在2006年專門制定了“纖維素乙醇研究路線圖”，明確規(guī)劃了纖維素乙醇的“三個五年”發(fā)展戰(zhàn)略；2008年美國能源部和農(nóng)業(yè)部聯(lián)合推出國家生物能源行動計劃，支持纖維素乙醇的基礎研究和應用研究；2009年奧巴馬政府出臺美國復興與再投資計劃，強調(diào)大力發(fā)展先進生物燃料；美國清潔能源安全法案要求美國溫室氣體排放量到2020年時，在2005年

3、的基礎上減少17%，到2050年時減少80%以上；美國能源部和農(nóng)業(yè)部通過復興計劃、農(nóng)業(yè)法案、能源法案等，為纖維素乙醇項目提供或追加經(jīng)費資助，支持建設和發(fā)展生物燃料生產(chǎn)示范廠，以盡快實現(xiàn)纖維素乙醇的商業(yè)化。（2）加拿大政府先后出臺了氣候變化行動計劃、加拿大可再生燃料戰(zhàn)略、生物燃料生態(tài)能源計劃等計劃，推進纖維素乙醇的原料種植、生產(chǎn)示范和商業(yè)化，以發(fā)展纖維素乙醇燃料。（3）2009年歐盟在投資開發(fā)低碳能源技術(shù)建議中呼吁發(fā)展必要的技術(shù)以應對氣候變化，包括促使最有前途的下一代生物燃料技術(shù)商業(yè)化。未來10年歐盟將在生物能源和生物燃料方面投資約90億歐元，致力于建立適當規(guī)模的示范工廠、前商業(yè)化示范或完整的產(chǎn)

4、業(yè)化生產(chǎn)。（4）2009年英國生物科學與技術(shù)理事會投資興建了6個纖維素乙醇生物燃料研究中心，將為英國的可持續(xù)生物能源行業(yè)利用非糧植物燃料替代石油提供科學支撐。（5）日本、澳大利亞和印度也采取積極措施，發(fā)展纖維素乙醇生物燃料。如，日本成立了纖維素乙醇聯(lián)盟，共同研究和開發(fā)纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)。研發(fā)進展與關(guān)鍵技術(shù)：（1）在纖維素原料的開發(fā)方面，各國認識到生物質(zhì)原料的應用潛力，并且開始關(guān)注生物燃料對土地利用和生態(tài)系統(tǒng)的影響，以及可能引發(fā)的各種社會和環(huán)境問題。纖維素生物質(zhì)原料的生產(chǎn)與供應面臨著生物質(zhì)資源生長習性、地理分布、收集、運輸和存貯、以及生物多樣性、氣候變化和生態(tài)環(huán)境影響的挑戰(zhàn)。該領(lǐng)域需要開展生物質(zhì)

5、資源的評價、優(yōu)選、規(guī)模化種植研究與技術(shù)分析。（2）在纖維素原料預處理方面，主要技術(shù)難點包括如何減少糖的降解和控制抑制劑的生成，如何控制化學品、能源和水的消耗，減少廢棄物。其中氨氣爆破法將是一個頗具前景的技術(shù)。（3）在纖維素的酶水解方面，對酶的過度依賴以及酶成本過高已被認為是纖維素乙醇商業(yè)化生產(chǎn)的最大瓶頸，改進性研究包括提高酶的產(chǎn)量、增加混合酶的效率和實現(xiàn)高溫水解等。（4）在纖維素水解物發(fā)酵方面，關(guān)鍵是解決纖維素水解過程中產(chǎn)生的抑制物對發(fā)酵的抑制作用以及高效利用混合糖類物質(zhì)進行發(fā)酵。統(tǒng)合生物工藝（CBP）等整合技術(shù)研究需要得到重視。（5）通過對纖維素乙醇的水解生產(chǎn)技術(shù)的專利文獻分析發(fā)現(xiàn)，近兩年的

6、專利申請數(shù)迅猛增長，這印證了對纖維素乙醇不斷提升的國際關(guān)注度。分析還發(fā)現(xiàn)，該領(lǐng)域?qū)＠鼉A向于集中在個別國家（地區(qū)）尋求保護。中國和美國已經(jīng)成為纖維素乙醇水解生產(chǎn)技術(shù)的主要專利申請受理國家。中國機構(gòu)的專利申請數(shù)也在顯著增長，中國科學院、中糧集團和首都師范大學進入全球前十。專利主題圖分析發(fā)現(xiàn)，原料的預處理以及對發(fā)酵過程所需酶及其表達體系（如利用木糖生產(chǎn)乙醇）的研究已經(jīng)得到越來越多的重視。研發(fā)布局：（1）美國能源部和農(nóng)業(yè)部是美國政府制定實施發(fā)展纖維素乙醇等下一代先進生物燃料戰(zhàn)略的重要管理機構(gòu)。為推進下一代先進生物燃料的研發(fā)，美國政府還設立了生物質(zhì)研發(fā)委員會和生物質(zhì)研發(fā)技術(shù)咨詢委員會，并成立了由農(nóng)業(yè)部

7、、能源部、環(huán)保部共同領(lǐng)導的生物燃料跨機構(gòu)工作小組，負責制定全美生物燃料市場開發(fā)計劃、運輸政策及進行原材料生產(chǎn)的可持續(xù)性評價。美國能源部主要通過能源效率與可再生能源辦公室統(tǒng)一協(xié)調(diào)開展生物燃料的相關(guān)研發(fā)項目，負責部署聯(lián)邦政府在能源效率與可再生能源方面研發(fā)及投資，提高能源效率與生產(chǎn)率，向市場提供清潔能源技術(shù)。能源部下屬17個國家實驗室，還先后成立了4個國家生物質(zhì)能中心，以開發(fā)新型高效的植物纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)以及其他生物燃料新技術(shù)。美國農(nóng)業(yè)部主要通過農(nóng)業(yè)研究服務局（ARS）協(xié)調(diào)管理生物能源的原料資源開發(fā)及原料加工與轉(zhuǎn)化技術(shù)。ARS下設4個應用研究中心和100多個實驗室，主要在生物能源與替代能源國家項目

8、下開展生物能源領(lǐng)域的研發(fā)工作。為便于協(xié)調(diào)和推動生物能源的研發(fā)轉(zhuǎn)化與市場化，農(nóng)業(yè)部還牽頭成立了生物基產(chǎn)品與生物能源協(xié)調(diào)委員會，實現(xiàn)信息共享和統(tǒng)一規(guī)劃，提供政策咨詢建議。在這一管理框架下，美國能源部和農(nóng)業(yè)部相繼推動開展了大量纖維素乙醇的研發(fā)項目。（2）報告還分析了全球重要的纖維素乙醇生產(chǎn)企業(yè)的研發(fā)狀況及特點。其中加拿大Lignol公司已經(jīng)啟動了一套以林業(yè)廢棄物木屑為原料的纖維素乙醇中試裝置，采用其特有的專利技術(shù)，實現(xiàn)了纖維素乙醇生物精煉生產(chǎn)的全過程。加拿大Iogen能源公司擁有世界上首座農(nóng)業(yè)殘余物生產(chǎn)纖維素乙醇的示范工廠，成為第一個在加油站零售纖維素乙醇混合燃料的生產(chǎn)商。美國杰能科公司推出了專為生

9、產(chǎn)第二代生物燃料而研制的商業(yè)化纖維素酶，并與杜邦公司共同建設了纖維素乙醇中試工廠，驗證以非糧原料生產(chǎn)纖維素乙醇的高效方法。2009年該公司獲得美國化學工程學會頒發(fā)的國家可持續(xù)能源獎。發(fā)展前景與爭議：纖維素乙醇的商業(yè)化潛力取決于原料成本及降解性、轉(zhuǎn)化成本和效率以及產(chǎn)品收益。應加強對包括聯(lián)合生物加工、快速高溫裂解、綜合乙醇精煉廠、纖維素生物質(zhì)的替代應用在內(nèi)的新興技術(shù)的研發(fā)。得益于國家政策和項目的支撐，我國的纖維素乙醇研發(fā)工作已經(jīng)取得了較好的成績，我國機構(gòu)近年的專利申請數(shù)處于世界領(lǐng)先地位，在產(chǎn)業(yè)研究上也取得了可喜的成果。已有研究表明，美國的纖維素乙醇目標是可以實現(xiàn)的。然而，目前對發(fā)展纖維素乙醇也存在

10、一些值得關(guān)注的問題與爭議。例如，對纖維素乙醇實際碳減排效果與節(jié)能環(huán)保的質(zhì)疑，對森林破壞、環(huán)境破壞、土地利用與資源競爭等問題的擔憂。此外，纖維素乙醇工業(yè)的發(fā)展還可能遇到原料供應與產(chǎn)業(yè)技術(shù)的阻礙、供求關(guān)系的影響、以及其他替代能源的競爭。關(guān)鍵詞：纖維素乙醇 生物質(zhì) 纖維素酶 發(fā)酵 水解 熱化學轉(zhuǎn)化 專利分析 目 錄1 引言12 國際纖維素乙醇研究的政策、規(guī)劃與行動12.1 美國22.1.1 纖維素乙醇路線圖32.1.2 國家生物能源行動計劃42.1.3 美國復興與再投資計劃52.1.4 美國清潔能源與安全法案72.1.5 2009年美國政府對纖維素乙醇生物燃料研發(fā)進行的其他資助計劃72.1.6 美國

11、在建的纖維素乙醇項目72.2 加拿大82.2.1 加拿大政府發(fā)展纖維素乙醇燃料的政策舉措82.2.2 2009年加拿大政府出臺實施的部分激勵措施92.3 歐盟102.3.1 歐盟資助第二代生物燃料研究計劃102.3.2 歐盟委員會投資90億歐元發(fā)展生物能源112.4 英國112.5 其他國家122.5.1 日本122.5.2 澳大利亞122.5.3 印度123 纖維素乙醇國際研究進展與關(guān)鍵技術(shù)分析123.1 纖維素生物質(zhì)原料的生產(chǎn)與供應技術(shù)123.1.1 纖維素生物質(zhì)原料的種類和特性123.1.2 纖維素生物質(zhì)原料的研究與開發(fā)143.1.3 纖維素生物質(zhì)原料生產(chǎn)與供應面臨的挑戰(zhàn)153.2 水解

12、生產(chǎn)纖維素乙醇技術(shù)153.2.1 水解生產(chǎn)纖維素乙醇的技術(shù)發(fā)展15（1） 纖維素原料預處理技術(shù)現(xiàn)狀、難點及突破16（2） 水解技術(shù)現(xiàn)狀、難點及突破16（3） 發(fā)酵工藝的關(guān)鍵問題與技術(shù)難點17（4） 水解生產(chǎn)纖維素乙醇的經(jīng)濟性183.2.2 水解生產(chǎn)纖維素乙醇的專利分析18（1） 水解生產(chǎn)纖維素乙醇專利年度發(fā)展態(tài)勢19（2） 水解生產(chǎn)纖維素乙醇專利國際布局20（3） 水解生產(chǎn)纖維素乙醇專利機構(gòu)分布22（4） 水解生產(chǎn)纖維素乙醇專利發(fā)明人分布23（5） 水解生產(chǎn)纖維素乙醇專利引證分析23（6） 水解生產(chǎn)纖維素乙醇專利主題領(lǐng)域分布圖263.3 熱化學轉(zhuǎn)化技術(shù)27（1） 新技術(shù)發(fā)展與突破27（2） 產(chǎn)

13、業(yè)現(xiàn)狀與經(jīng)濟性284 研發(fā)布局284.1 美國政府機構(gòu)的研發(fā)布局284.1.1 美國能源部28（1） 美國能源部開展纖維素乙醇研發(fā)的總體布局28（2） 美國能源部在纖維素乙醇領(lǐng)域的研究進展294.1.2 美國農(nóng)業(yè)部29（1） 美國農(nóng)業(yè)部開展纖維素乙醇研發(fā)的總體布局29（2） 美國農(nóng)業(yè)部在纖維素乙醇領(lǐng)域的研究進展304.2 重要企業(yè)的研發(fā)態(tài)勢分析324.2.1 Lignol公司32（1） 現(xiàn)有的纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)32（2） 研發(fā)中心及示范工廠32（3） 項目開發(fā)324.2.2 Iogen公司33（1） 現(xiàn)有的纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)33（2） 示范工廠33（3） 項目開發(fā)334.2.3 Genecor

14、公司33（1） 領(lǐng)先技術(shù)33（2） 纖維素酶研發(fā)重大事件345 前景與展望345.1 纖維素乙醇研發(fā)值得關(guān)注的問題與新興技術(shù)345.2 中國纖維素乙醇的發(fā)展?jié)摿?55.3 針對纖維素乙醇發(fā)展的前景分析與爭議365.3.1 Sandia稱美國纖維素乙醇目標可以實現(xiàn)365.3.2 有關(guān)纖維素乙醇發(fā)展前景的爭議37（1） 美國海洋生物學實驗室發(fā)現(xiàn)纖維素乙醇可能帶來更多的碳排放37（2） 美國可再生能源聯(lián)合會擔憂森林破壞和肥料濫用37（3） 科學雜志指出聯(lián)合國和歐盟忽視了森林保護與土地利用問題37（4） 美國環(huán)保協(xié)會首席科學家漢堡指出纖維素乙醇帶來資源競爭37（5） 對纖維素乙醇節(jié)能環(huán)保的質(zhì)疑37（6

15、） 美國生物技術(shù)工業(yè)組織艾瑞克森指出：植物原料難以為繼37（7） 殼牌公司斯韋尼指出：產(chǎn)業(yè)化技術(shù)也是“攔路虎”37（8） 供求關(guān)系和油價也會影響生物燃料的吸引力38（9） 纖維素乙醇進入市場面臨的阻力38（10） 其他替代能源的競爭不可忽視386 參考文獻381 引言纖維素乙醇是第二代生物燃料，是指以纖維素（來自農(nóng)作物秸稈、林業(yè)加工廢料、甘蔗渣、柳枝稷與芒草等多年生草類植物等）為原料生產(chǎn)的乙醇。有研究指出，每單位纖維素乙醇所產(chǎn)生的能量是其生產(chǎn)過程中所消耗能量的7.7倍，溫室氣體的排放最多可降低96（國際新能源網(wǎng)，2009）。在全球面臨著能源依賴度的提高、溫室氣體排放的增加以及因國際能源市場價格

16、波動而帶來的風險面前，世界多國紛紛開始實施新的能源戰(zhàn)略，強調(diào)發(fā)展各種可再生能源。由于生物質(zhì)是唯一能直接被用于生產(chǎn)各種替代交通運輸燃料（特別是乙醇）的來源，美國佛羅里達大學的森林資源專家Dwivedi教授（2009）認為，在多種可再生能源（生物質(zhì)、太陽能、風能、地熱能、潮汐能等）中，生物質(zhì)被列為首選。然而，利用糧食作物生產(chǎn)乙醇引起人們對糧食安全與環(huán)境影響的憂慮，因此大多數(shù)石油進口國家對利用纖維素生物質(zhì)為原料生產(chǎn)乙醇產(chǎn)生了濃厚的興趣，纖維素乙醇被看做是頗具前景的環(huán)境友好的新型能源。與使用玉米和大豆等糧食作為原料的第一代生物燃料相比，纖維素乙醇的最大優(yōu)勢在于避免了“道德風險”，一旦產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，纖維素

17、乙醇可以解決“與人爭糧”的問題，還可以變廢為寶（馬吉英，2009）。最近幾年，尤其是從2007年以來，對纖維素乙醇的關(guān)注以及研發(fā)熱情在全世界范圍內(nèi)空前高漲，以美國為首的世界多國開始在政府層面上通過政策、規(guī)劃、計劃和項目等形式推動纖維素乙醇的發(fā)展。例如，美國政府已經(jīng)出臺了多種政策，用于激勵纖維素乙醇的生產(chǎn)，2007能源獨立與安全法案制定的目標是到2022年每年以纖維素原料生產(chǎn)210億加侖生物燃料（Dwivedi，2009）。在美國政府補貼政策的激勵下，許多私營企業(yè)已經(jīng)開始投資纖維素乙醇的生產(chǎn)（Dwivedi，2009）。美國能源部的一項系統(tǒng)分析項目提出，到2030年美國將年產(chǎn)900億加侖生物燃料

18、，其中750億加侖為纖維素乙醇（Sandia國家實驗室，2009）。目前，在美國已有總計達1200萬升/年的纖維素乙醇裝置投運，另有8000萬升/年的裝置在建設中（錢伯章，2009）。在加拿大，已有600萬升/年的纖維素乙醇能力投運。在歐洲，擁有投運纖維素乙醇裝置的國家有德國、西班牙和瑞典，有1000萬升/年的裝置在建設中（錢伯章，2009）。預期到2012年底，美國纖維素乙醇的年產(chǎn)量將達到4.05億加侖，主要技術(shù)將是酶水解、同步糖化發(fā)酵和氣化催化轉(zhuǎn)化三種轉(zhuǎn)化技術(shù)。迄今為止，美國政府已經(jīng)通過各種資助支持現(xiàn)有纖維素乙醇生產(chǎn)商，并認為到2012年底，纖維素乙醇生產(chǎn)將被證明具有商業(yè)化能力（Dwive

19、di，2009）。我國可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃指出，今后將不再增加以糧食為原料的燃料乙醇生產(chǎn)能力，積極發(fā)展非糧生物液體燃料。從長遠考慮，要積極發(fā)展以纖維素生物質(zhì)為原料的生物液體燃料技術(shù)。到2010年，非糧原料燃料乙醇利用量達200萬噸/年；到2020年，達1000萬噸/年（錢伯章，朱建，2009）。目前的纖維素乙醇轉(zhuǎn)化技術(shù)大體可被分為水解和熱化學轉(zhuǎn)化兩大類，在水解步驟中，原料中的多糖（纖維素和半纖維素）被降解為自由的糖分子（葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖和樹膠醛糖）。這些自由糖分子經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。在熱化學轉(zhuǎn)化步驟中，原料被氣化為合成氣，合成氣經(jīng)發(fā)酵或催化轉(zhuǎn)化生產(chǎn)乙醇。在水解步驟中，纖維素酶仍是纖

20、維素乙醇商業(yè)化生產(chǎn)的最大瓶頸。本報告以纖維素乙醇為研究對象，分析世界各國最新的相關(guān)政策、規(guī)劃和行動等情況，結(jié)合專利計量分析，闡述纖維素乙醇技術(shù)的研究進展與趨勢，分析難點與突破點，對國際從事纖維素乙醇研發(fā)的重要企業(yè)進行個案分析，分析產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景，同時對美國能源部和農(nóng)業(yè)部的纖維素乙醇研發(fā)戰(zhàn)略與布局進行剖析。2 國際纖維素乙醇研究的政策、規(guī)劃與行動2009年，在全球氣候變暖的背景下，發(fā)展低碳經(jīng)濟成為全世界共同關(guān)注的重點。為應對全球氣候變化的嚴峻挑戰(zhàn)，各國大力推進以高能效、低排放為核心的“低碳革命”，著力發(fā)展“低碳技術(shù)”，紛紛把節(jié)約能源、發(fā)展清潔能源、可再生能源和新能源作為能源領(lǐng)域發(fā)展的戰(zhàn)略方向

21、，出臺了一系列政策舉措。生物燃料尤其是以纖維素乙醇為代表的第二代生物燃料正在成為最富活力、最具發(fā)展前景的新興產(chǎn)業(yè)。近年來，美國、加拿大、歐盟等發(fā)達國家和地區(qū)已經(jīng)在生物燃料領(lǐng)域制定了若干政策，鼓勵本國發(fā)展纖維素乙醇的研究與生產(chǎn)。2000年以來，美國政府先后出臺了生物質(zhì)研究法、生物質(zhì)技術(shù)路線圖、能源法2005、生物能源與生物基產(chǎn)品路線圖以及能源獨立與安全法2007等，目的是促進發(fā)展生物燃料。2006年2月，布什總統(tǒng)發(fā)布了生物燃料指令，要求利用非糧作物生產(chǎn)纖維素乙醇，到2012年使纖維素乙醇在成本上具有競爭力。2006年6月，美國能源部發(fā)布了纖維素乙醇研究路線圖，明確提出了未來三個五年階段纖維素乙醇

22、燃料技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃，宣布將在研發(fā)投入、政策支持和與私人部門合作等三方面采取措施，全面推動纖維素乙醇技術(shù)的發(fā)展。2007年1月，布什在國情咨文中進一步提出，乙醇燃料的年使用量到2017年應達到1325億升，是2007年使用量的7倍。為了避免燃料與糧食之爭，美國政府將重點攻關(guān)纖維素乙醇技術(shù)，推動以纖維素乙醇為代表的第二代生物燃料的研發(fā)與市場化。2006年美國能源部用于開發(fā)纖維素乙醇的預算投入為9000萬美元，2007年迅速上升為2億美元。2007年12月，美國國會通過能源獨立與安全法2007，強制規(guī)定到2022年，可再生燃料產(chǎn)量要達到360億加侖，而且其中的60需來自纖維素乙醇等先進生物燃料。

23、2008年10月，美國能源部和農(nóng)業(yè)部聯(lián)合推出了國家生物能源行動計劃，美國能源部計劃在2009年劃撥10億美元用于研發(fā)纖維素類生物燃料。2009年，奧巴馬新政府又加大了對生物燃料的支持力度。2009年1月16日奧巴馬再次強調(diào)了發(fā)展可再生能源的重要性，認為如果美國現(xiàn)在就采取相關(guān)行動，將催生一個全新的產(chǎn)業(yè)，并將為美國創(chuàng)造數(shù)百萬個就業(yè)崗位。2009年1月出臺了美國復興與再投資計劃，意圖使美國可再生能源增加一倍，通過新能源產(chǎn)業(yè)革命振興美國經(jīng)濟。2009年1月27日，英國生物科學與技術(shù)理事會（BBSRC）出資2700萬英鎊建立了6個纖維素乙醇生物燃料研究中心。這些中心開展的研究包括：怎樣減少木質(zhì)素、細胞壁

24、結(jié)構(gòu)及如何打破細胞壁、纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇、海洋微生物以及能源作物種植等。法國也投入了1.04億美元開展纖維素乙醇研究項目，后續(xù)還將有4300萬美元的投入。2008年11月日本農(nóng)業(yè)部資助3300萬美元建設了一套日產(chǎn)量為1000升的燃料乙醇裝置，2009年又投入3800萬美元維持及擴大此示范工廠運行生產(chǎn)（李十中，2009）。中國國家可再生能源中長期規(guī)劃指出，今后不再增加以糧食為原料的燃料乙醇生產(chǎn)能力，將積極發(fā)展非糧生物液體燃料。從長遠考慮，要積極發(fā)展以纖維素生物質(zhì)為原料的生物液體燃料技術(shù)。預計到2010年，非糧原料的燃料乙醇利用量將達到200萬噸/年；到2020年，將達到1000萬噸/年。2.1 美

25、國2009年，美國奧巴馬政府將發(fā)展纖維素乙醇等先進生物燃料作為經(jīng)濟復興的重點發(fā)展方向。美國復興與再投資計劃以發(fā)展新能源作為投資重點。2月通過的美國復興與再投資法案投資總額達7870億美元，其中7.865億美元將用于加快先進生物燃料的研究和開發(fā)，提供更多的資金用于生物煉制商業(yè)規(guī)模的示范項目。2009年5月5日，奧巴馬政府通過了美國環(huán)保署提出的旨在通過使用生物燃料以減少溫室氣體排放的規(guī)劃草案，簽署了一項關(guān)于發(fā)展先進生物燃料的總統(tǒng)指令，并從經(jīng)濟刺激資金中撥款7.9億美元加大對先進生物燃料的研發(fā)。此舉將極大地推動美國先進生物燃料的發(fā)展，其主要內(nèi)容是逐步增加生物燃料在交通運輸行業(yè)中的消費比例以減少汽油消

26、費量，爭取到2022年生物燃料總量達到360億加侖，其中包括150億噸的以玉米和谷物為原料的乙醇，160億加侖的纖維素乙醇以及50億加侖的其他燃料。同時，美國農(nóng)業(yè)部還受命30天內(nèi)利用“2008年農(nóng)場法”籌措資金，為在建的示范項目提供貸款擔保或資助。2009年6月26日，美國眾議院通過了旨在降低美國溫室氣體排放、減少美國對外國石油依賴的美國清潔能源安全法案。該法案要求減少石化能源的使用，規(guī)定美國到2020年時的溫室氣體排放量要在2005年的基礎上減少17%，到2050年減少80%以上。為此，美國政府將大力發(fā)展新能源，力圖在新能源領(lǐng)域技術(shù)實現(xiàn)突破。下面重點介紹近幾年來美國發(fā)展纖維素乙醇新能源的重大

27、政策與舉措。2.1.1 纖維素乙醇路線圖（1）名稱Breaking the Biological Barriers to Cellulosic Ethanol：A Joint Research Agenda（2）背景隨著生物燃料研發(fā)的蓬勃發(fā)展，發(fā)展生物能源與糧食安全之間的矛盾也進一步加劇，面對生物燃料與糧食之間的土地之爭，發(fā)展以纖維素乙醇為代表的第二代生物燃料有望為世界生物燃料行業(yè)的發(fā)展找到一條可行之路。2006年6月，美國能源部公布了一份纖維素乙醇路線圖報告：打破纖維素乙醇的生物學障礙：聯(lián)合研究議程，為美國可再生能源的進一步發(fā)展指明了方向。（3）未來15年的發(fā)展戰(zhàn)略表1 美國能源部纖維素乙醇

28、研究的“三個五年”發(fā)展戰(zhàn)略發(fā)展目標與研究重點資源開發(fā)原料研究原料預處理發(fā)酵與回收第一個五年研究階段擴展生物質(zhì)資源基礎，加強生物質(zhì)資源利用。l 能源植物基礎研究；l 纖維素工藝可行性研究；l 探索降低成本。開展能源植物可持續(xù)性研究。l 對土壤生態(tài)系統(tǒng)和養(yǎng)分的影響；l 能源植物模型發(fā)展；l 基因、規(guī)則、能源植物子系統(tǒng)控制研究。(細胞壁組成與構(gòu)造；降解與發(fā)酵過程的關(guān)聯(lián)。)降低酶成本。l 酶與木質(zhì)纖維素的相互作用；l 考查天然酶的品種，及基礎酶的限制條件；l 研究木質(zhì)素和半纖維素降解酶；l 纖維素分解機理和路徑的基因轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。研究各類糖與纖維素的直接利用。l 研究高醇濃度和高糖濃度下的脅迫響應和抑制因

29、素；l 監(jiān)控措施；l 調(diào)查天然資源品種。第二個五年技術(shù)應用階段向模塊化技術(shù)應用過渡。l 發(fā)展新型能源植物；l 簡化工藝，提高過程模塊化；l 應用系統(tǒng)生物學、化學和生物過程工程手段，合理設計系統(tǒng)。將植物視為系統(tǒng)研究。l 發(fā)展本土能源植物；l 研究能源植物的模式生物；l 提高糖含量，減少木質(zhì)素和毒性抑制成分含量；l 提高產(chǎn)量和土壤可持續(xù)性。提高酶的效率和專一性。l 擴展底物范圍；l 降低抑制作用；l 研究能源植物概念；l 發(fā)展診斷和操作酶與底物的相互作用的工具。l 發(fā)展進行酶的設計和改性的工具。五碳糖和六碳糖的共發(fā)酵。l 研究新型菌株和多酶體系；l 全面監(jiān)控工具；l 發(fā)展進行分析和操作的工具；l

30、測試聯(lián)合加工微生物，消除對水解物和醇的抑制性。第三個五年系統(tǒng)整合階段系統(tǒng)整合與聯(lián)合生產(chǎn)技術(shù)。l 經(jīng)濟價值鏈融合；l 生物質(zhì)能聯(lián)合生產(chǎn)系統(tǒng)；l 為不同地區(qū)定制技術(shù)方案；l 擴建增建。實現(xiàn)原料研究、原料預處理、產(chǎn)品發(fā)酵與回收過程的全面整合。l 為不同地區(qū)提供系統(tǒng)定制和完全聯(lián)合加工過程；l 能源植物成分的改良；l 植物工程的全套技術(shù)方案；l 與生物燃料系統(tǒng)相關(guān)的聯(lián)合加工過程；包括定制的降解多酶體系；微生物代謝系統(tǒng)的改造；抗脅迫與耐工藝過程的酶體系；全系統(tǒng)控制等?？焖僭\斷與操作的全套技術(shù)方案。纖維素乙醇路線圖報告對美國未來的纖維素乙醇發(fā)展做出了全面部署，詳細闡述了纖維素乙醇研究過程中面臨的生物質(zhì)原料和

31、功能微生物等方面的障礙和挑戰(zhàn)，并規(guī)劃了如何通過現(xiàn)代生物學手段，分階段地推進上述問題的解決。根據(jù)完成相關(guān)任務的技術(shù)成熟度，路線圖將纖維素乙醇研究戰(zhàn)略劃分為三個五年階段，并在資源開發(fā)、原料研究、原料預處理以及發(fā)酵與回收等重要環(huán)節(jié)詳細設定了每一個階段的具體發(fā)展目標與研究重點，其要點可概括列在表1中。同時，路線圖還指出，只有將復雜的工程技術(shù)與基礎生物學研究結(jié)合起來，才能保證纖維素乙醇任務取得成功。系統(tǒng)生物學涉及一些新的技術(shù)，這些技術(shù)解決日益復雜的高通量分析與計算，幫助了解復雜的生物，使得預見性的知識和合理設計成為可能。多學科的團隊研究方法將加速科學進步，并加快這些科學進步轉(zhuǎn)換為新的生物精煉過程。實驗室

32、技術(shù)和精煉廠技術(shù)的綜合，將改進技術(shù)性能，提高產(chǎn)量，降低成本，使相關(guān)的目標能夠得以實現(xiàn)。新的技術(shù)力量與設施將促進基礎研究、技術(shù)發(fā)展以及商業(yè)化的實現(xiàn)。2.1.2 國家生物能源行動計劃（1）名稱National Bioenergy Action Plan，2008（2）背景2008年9月，為了響應和實現(xiàn)美國政府提出的“10年20%計劃”提出的未來10年內(nèi)削減美國汽油消費量20%的目標，美國能源部與農(nóng)業(yè)部共同發(fā)布了美國國家生物能源行動計劃，旨在進一步加速生物燃料工業(yè)的發(fā)展，促進科技研發(fā)，降低下一代纖維素生物燃料的成本，以可持續(xù)的方式促進生物燃料工業(yè)及其供應鏈的發(fā)展。（3）發(fā)展纖維素乙醇商業(yè)化的戰(zhàn)略美國

33、未來15年將生物燃料產(chǎn)量擴大至年產(chǎn)量360億加侖，目前美國政府已經(jīng)采取了一系列政策和措施以幫助實現(xiàn)2022年的目標。玉米乙醇和生物柴油的發(fā)展程度能夠滿足近期和中期的市場需求，然而，要實現(xiàn)2022年目標則需要開發(fā)先進的創(chuàng)新性纖維素乙醇生物燃料技術(shù)并將之商業(yè)化。美國國家生物能源行動計劃表明美國將投入大量資源，開展纖維素乙醇的基礎研究和應用研究，打破纖維素生物燃料的技術(shù)壁壘，實現(xiàn)具成本效益的纖維素乙醇商業(yè)化生產(chǎn)。該行動計劃將纖維素生物燃料供應鏈分成五個方面，確定了美國能源部未來要采取行動的五個關(guān)鍵行動領(lǐng)域，明確了采取關(guān)鍵行動的順序。美國未來推進纖維素生物燃料的五個關(guān)鍵行動領(lǐng)域分別為： 原料生產(chǎn)：原料

34、生產(chǎn)包括培育生物質(zhì)資源如玉米、作物秸稈、木材殘余物等作為生物燃料生產(chǎn)的原材料。美國能源部已經(jīng)開始處理原料供應及成本、可持續(xù)發(fā)展以及原料生產(chǎn)過程中溫室氣體的排放等問題，以解決原料供應及成本滿足生物燃料生產(chǎn)的目標，解決增加第一代生物燃料原料生產(chǎn)對環(huán)境的影響以及與糧食、飼料、纖維素生產(chǎn)之間的平衡，統(tǒng)籌落實第二代生物燃料精煉廠的選址，發(fā)展高抗旱抗壓能力的第三代原料，提高化肥與水的利用率，改善原料的轉(zhuǎn)化率，提高原料產(chǎn)量。能源部還制定了一項整個聯(lián)邦政府長期的綜合原料研究計劃，以促進加強協(xié)調(diào)與合作，充分利用信息解決當前對轉(zhuǎn)基因能源作物的監(jiān)管問題，與農(nóng)民和林業(yè)部門合作工作，引入新的作物與林業(yè)物種。 原材料物流

35、：原材料物流運輸包括原材料收集、運輸與儲存，提供給精煉廠。美國能源部將促進合作，開發(fā)和部署物流系統(tǒng)，為目前計劃建造的示范廠提供纖維素原料。要完成這一部署，與私營部門合作至關(guān)重要。 轉(zhuǎn)化：將原料轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程。目前纖維素乙醇生產(chǎn)過于昂貴，需要進行技術(shù)突破，降低成本，在經(jīng)濟生態(tài)可持續(xù)基礎上實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。因此，美國將重點開展通過在系統(tǒng)、細胞和分子水平利用基因工程開發(fā)植物、微生物和酶，降低轉(zhuǎn)化成本，提高產(chǎn)量；開發(fā)燃料與相關(guān)副產(chǎn)品，提高整體生產(chǎn)的經(jīng)濟性；開發(fā)利用微生物、熱化學和酶工藝生產(chǎn)纖維素乙醇的新技術(shù)，解決酶在氣相與液相中的特征與持續(xù)性問題，開發(fā)利用不同原料的轉(zhuǎn)化過程，優(yōu)化工藝條件，提高生物

36、燃料轉(zhuǎn)化途徑的性能等。 分銷：將生物精煉廠生產(chǎn)的生物燃料分銷至各零售點，需要進行分銷基礎設施建設。包括制定政策制度吸引大量建設資金；根據(jù)生物燃料的特征對現(xiàn)有分銷運輸設施進行校正或重新設計；進行生物燃料運輸儲存庫建設等。 使用終端：制定混合乙醇政策；掌握適當?shù)囊掖既剂匣旌媳壤?，降低對環(huán)境的污染；發(fā)展適合高乙醇混合度燃料的設施等。實現(xiàn)纖維素乙醇商業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域的時間表如圖1所示。圖1 纖維素生物燃料商業(yè)化時間表（美國國家能源行動計劃，2008）2.1.3 美國復興與再投資計劃（1）名稱American Recovery and Reinvestment Plan（2）背景為了應對全球金融危機，

37、美國奧巴馬政府選擇了以開發(fā)新能源、發(fā)展低碳經(jīng)濟來重新振興美國經(jīng)濟。2009年1月，奧巴馬宣布了“美國復興與再投資計劃”，該計劃以發(fā)展新能源作為投資重點，計劃投入1500億美元，用3年時間使美國新能源產(chǎn)量增加1倍，到2012年將新能源發(fā)電占總能源發(fā)電的比例提高到10%，2025年，將這一比例增至25%。（3）能源投資要點2009年2月，美國正式出臺了美國復興與再投資法案，投資總額達7870億美元，其中613億美元主要用于新能源的開發(fā)和利用，包括發(fā)展高效電池、智能電網(wǎng)、碳儲存和碳捕獲以及可再生能源（風能和太陽能等）。在1200億美元的科技刺激基金中，可再生能源和提升能源使用效率投資就占了468億美

38、元。美國未來10年還將投資1500億美元建立“清潔能源研發(fā)基金”，用于太陽能、風能、生物燃料和其他清潔可替代能源項目的研發(fā)和推廣。2009年美國復興與再投資計劃為新能源目標的實現(xiàn)提供了必要的資金保證，美國能源部可以使用的資金達到了380多億美元。其中將有7.865億美元用于加快先進生物燃料的研究和開發(fā)，為生物煉制商業(yè)規(guī)模的示范項目提供更多的資金。開發(fā)下一代生物燃料是美國努力擺脫進口石油依賴、解決氣候危機并在國內(nèi)創(chuàng)造數(shù)百萬就業(yè)機會的關(guān)鍵。憑借強大的資金投入、技術(shù)實力和國內(nèi)資源，美國正朝著新型綠色能源經(jīng)濟的方向發(fā)展。復興計劃的這7.865億美元中，一部分用于新的投資機會，另一部分用于現(xiàn)有的項目。所

39、有的資金統(tǒng)籌分配到以下四個主要領(lǐng)域： 4.8億美元用于綜合試驗規(guī)模和示范規(guī)模的生物精煉工程未來三年內(nèi)，美國能源部預計資助1020個各種規(guī)模和用途的先進生物燃料生物煉制項目。其中用于試驗規(guī)模的項目資金上限為2500萬美元，用于示范項目的資金上限為5000萬美元。獲得資助的項目將驗證綜合生物煉制技術(shù)，包括先進的生物燃料、生物基產(chǎn)品、生物質(zhì)熱能和電能等綜合系統(tǒng)的生產(chǎn)，使私人融資的商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)可以完全套用這一技術(shù)。 1.765億美元用于商業(yè)規(guī)模的生物煉制項目政府在過去兩年中選定了多個先進生物燃料生物煉制示范或商業(yè)規(guī)模的項目給予一定的資助，1.765億美元將增加對其中幾個項目的投資，減少開發(fā)和部署新領(lǐng)域

40、時可能遇到的風險。這些資金將縮短項目施工過程，提前啟動項目，加快調(diào)試過程。 1.1億美元用于關(guān)鍵項目領(lǐng)域的基礎研究生物質(zhì)項目計劃出資1.1億美元以支持研發(fā)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)換技術(shù)、更有效的催化劑、微生物和原料等，包括：利用科學生物能源研究中心辦公室擴大可持續(xù)性資源的研究，建立一個小規(guī)模綜合試驗工廠（2500萬美元）；建立先進生物燃料研究聯(lián)盟，通過競爭招標，開展技術(shù)研究，改進基礎設施，使先進生物燃料示范性工藝流程與之相適配（3500萬美元）；建立藻類生物燃料研究聯(lián)盟，通過競爭性招標，推動藻類生物燃料示范性生產(chǎn)的研究（5000萬美元）。 2000萬美元用于生物乙醇研究生物質(zhì)項目計劃投入2000萬美元，通過競

41、爭招標實現(xiàn)以下目標：優(yōu)化靈活燃料型機動車，使之能使用高辛烷值的E85燃料（85%乙醇和15%汽油的混合物）；評估乙醇含量較高的混合燃料對常規(guī)車輛的影響；升級現(xiàn)有的燃料基礎設施以符合E85燃料的要求。（4）美國復興與再投資法案資助的部分項目美國能源部獲得美國復興與再投資法案資助計劃共計367億美元的投資，用于能源效率與可再生能源研發(fā)的經(jīng)費支持達168億美元，較之2008年的17億美元，增加了近10倍。在能源效率與可再生能源應用研究、開發(fā)與部署方面的資助經(jīng)費約25億美元，而先進生物燃料項目將獲得8億美元。2009年7月22日，美國能源部和農(nóng)業(yè)部宣布將聯(lián)合撥款630萬美元用于資助基因功能的基礎研究，

42、以提高生物燃料的植物原料的性能；資助開發(fā)利用草本、木本植物以及農(nóng)業(yè)殘余物的方法，將這些物質(zhì)轉(zhuǎn)化為運輸燃料纖維素乙醇等。這一投資是奧巴馬政府在擴大國家能源組合、減少進口石油依賴方面的又一項重要舉措。2009年8月31日，美國能源部宣布投入2100萬美元，資助5個選定的開發(fā)處理和提供高噸位纖維素生物燃料生產(chǎn)的生物質(zhì)原料供應系統(tǒng)的項目。被選出的項目將成為纖維素乙醇生產(chǎn)的全過程，包括原料收獲、收集、預處理、運輸、可持續(xù)生產(chǎn)以及原料存儲這一廣泛體系的設計與示范單元。其原料或原料組合包括：農(nóng)業(yè)殘余物、能源作物（如柳枝稷、芒草、能源甘蔗、高粱、楊樹、柳樹）、森林資源（如森林疏伐、木屑、木材廢料和小直徑的樹木

43、等）、木材廢料和城市垃圾。2009年獲得美國復興與再投資法案資助的部分項目如表2。表2 美國復興與再投資法案資助的部分項目時間資助部門獲得資助的機構(gòu)資助金額（萬美元）研發(fā)內(nèi)容2009-07農(nóng)業(yè)部和能源部美國農(nóng)業(yè)部研究中心北部平原區(qū)118.2 柳枝稷冬季存活率、生長影響因素的研究美國農(nóng)業(yè)部研究中心西部區(qū)域研究中心130二穗短柄草原始植株和突變株的表型分析研究喬治亞大學120生物能源作物芒屬植物的基因組學研究喬治亞大學70.5生物能源作物苜蓿的開發(fā)密歇根理工大學90系統(tǒng)生物學途徑研究白楊根莖的發(fā)育調(diào)控佛羅里達大學64.3木質(zhì)生物能源作物中cpq13基因?qū)μ挤峙涞恼{(diào)控機制內(nèi)布拉斯加大學林肯分校39分

44、子生物學方法提高甜高粱氮利用率2009-08能源部GA德盧斯愛科集團500將致力于大型致密化方包（LSB）的研究，為高噸位生物質(zhì)原料的供應提供成本低廉便捷的包裝方式。該項目將部署、評估并改善以作物殘留物和草本能源作物的致密結(jié)構(gòu)供應生物精煉廠工業(yè)規(guī)模的原料供應鏈。阿拉巴馬州奧本大學490將與阿拉巴馬州森林生物質(zhì)能源領(lǐng)先的生產(chǎn)商一起設計和示范從南部松木人工林收獲、加工和運輸木質(zhì)生物質(zhì)的一條龍高產(chǎn)系統(tǒng)。俄亥俄州FDC企業(yè)集團490主要目標在于Abengoa生物能源纖維素的生物提煉，進一步設計制造三個新的收獲和生物質(zhì)處理設備。田納西州Genera Energy公司490將研制一套高效率、大批量提供柳枝

45、稷的自動化系統(tǒng)，最大限度地實現(xiàn)運輸和處理自動化。紐約州立大學錫拉丘茲環(huán)境科學與林學院130計劃加強現(xiàn)有合作，開發(fā)、測試和應用單通剪切聯(lián)合收割機，聯(lián)合裝卸、運輸和存儲系統(tǒng)。2.1.4 美國清潔能源與安全法案2009年6月26日，美國眾議院以微弱多數(shù)通過了旨在降低美國溫室氣體排放、減少美國對外國石油依賴的美國清潔能源安全法案（H.R. 2454, the American Clean Energy and Security Act，ACES）。這一法案的通過，標志著美國邁出了應對氣候變化的重要一步。美國清潔能源安全法案規(guī)定，美國溫室氣體排放量到2020年時，要在2005年的基礎上減少17%，到20

46、50年時減少80%以上。逐步提高來自風能、太陽能、生物能源等清潔能源的電力供應。預計到2030年，石油消費量至少將減少35%，化石燃料在美國能源供應中的比例將下降到79%。美國政府將大力發(fā)展新能源，實現(xiàn)新能源領(lǐng)域的技術(shù)突破。因此，美國政府在未來10年將投入1500億美元，資助替代能源的研究，包括纖維素乙醇燃料、混合燃料動力汽車研發(fā)等。美國清潔能源安全法案引入了名為“總量控制與排放交易”的溫室氣體排放權(quán)交易機制。拍賣所得資金中每年支出150億美元用于支持新的、清潔能源的開發(fā)，投資的關(guān)鍵領(lǐng)域包括：基礎研究、技術(shù)示范、技術(shù)的商業(yè)化應用及建立清潔市場等。2.1.5 2009年美國政府對纖維素乙醇生物燃

47、料研發(fā)進行的其他資助計劃2009年7月21日，美國農(nóng)業(yè)部投入5000萬美元資金，用以推動繼續(xù)生產(chǎn)和使用生物燃料。這5000萬美元來自2008年美國農(nóng)業(yè)法案，將推動農(nóng)業(yè)部向以下兩個方面努力：2000萬美元用于生物精煉；其余3000萬美元用于資助先進生物燃料生產(chǎn)商，鼓勵其增加生物燃料的生產(chǎn)和使用。2009年，美國農(nóng)業(yè)部還通過2008美國農(nóng)業(yè)法案中的“振興援助計劃”、“農(nóng)村能源計劃”和“生物質(zhì)作物援助計劃”等提供了3500萬美元經(jīng)費，其中的1500萬美元將作為20092012財年間的資助提供生物精煉廠，以便用可再生生物質(zhì)系統(tǒng)取代化石燃料供暖和供電。生物精煉項目貸款將用于發(fā)展第二、第三代生物燃料技術(shù)，

48、生產(chǎn)各種可再生燃料，包括纖維素乙醇和甲烷氣體。另外，美國農(nóng)業(yè)部還準備提供3000萬美元支持合符合要求的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者，支持和擴大先進生物燃料生產(chǎn)，鼓勵生產(chǎn)新一代生物燃料。2.1.6 美國在建的纖維素乙醇項目美國正在開發(fā)建設的纖維素乙醇項目如表3。表3 美國在建的纖維素乙醇項目（產(chǎn)能單位：百萬加侖/年）公司地點技術(shù)產(chǎn)能原料Abengoa內(nèi)布拉斯加州堪薩斯州11.611.6玉米秸稈、麥秸、高粱茬柳枝稷和其他生物質(zhì)AE Biofuels蒙大拿州環(huán)境溫度纖維素淀粉水解Small scale柳枝稷、草種、稻草、玉米秸稈Bluefire加州科羅拉加州蘭卡斯特Arkenol工藝技術(shù)（濃酸水解工藝過程）183.1

49、綠色廢棄物、林業(yè)廢棄物和其他城市纖維素廢棄物California ethanol加州布勞利55當?shù)馗收嵩麮oskata賓夕法尼亞州生物發(fā)酵技術(shù)；0.04生物質(zhì)、城市固廢、蔗渣、農(nóng)業(yè)廢棄物DuPont Danisco Cellulosic Ethanol LLC田納西州酶水解技術(shù)0.25柳枝稷、玉米秸稈、玉米纖維、玉米芯Ecofin, LLC肯塔基州Alltech固態(tài)發(fā)酵工藝1.3玉米芯Flambeau River Biofuels LLC威斯康辛州生物質(zhì)氣化熱化學轉(zhuǎn)化6軟木片、木材和林業(yè)廢棄物ICM Inc.愛達荷州酶技術(shù)18麥稈、大麥稈、玉米秸稈、柳枝稷和稻草KL Process懷俄明州熱機

50、械加工1.5軟木、木材廢料包括紙張與紙板Lignol Innovations/Suncor科羅拉多州生化有機法2.5木質(zhì)生物質(zhì)、農(nóng)業(yè)廢棄物、軟硬木Mascoma/ New York State EnergyResearch and Development Authority/New York State Department ofAgriculture and MarketsMascoma/Michigan EconomicDevelopment Corporation/MichiganState University/ MichiganTechnological University紐約州密

51、歇根州聯(lián)合生物加工技術(shù)，利用轉(zhuǎn)基因微生物分解發(fā)酵木屑540木質(zhì)纖維素生物質(zhì)包括柳枝稷、紙漿和木片NewPage Corp.(formerly Stora Enso North America)威斯康辛州5.5木質(zhì)生物質(zhì)、紙廠廢棄物New Planet Energy(formerly Alico)佛羅里達州INEOS生物乙醇工藝（氣化、發(fā)酵和蒸餾）821100市政固廢、不可循環(huán)的廢紙、建筑廢棄物、木材廢物、能源作物Pacific Ethanol俄勒岡州生物氣化技術(shù)2.7麥稈、秸稈、白楊廢料POET南達科他州愛荷華州BFRAC專利技術(shù)0.0231.25玉米纖維、玉米芯、玉米桿Range Fuels

52、 Inc.佐治亞州熱化學二步法20木屑Verenium路易斯安那州福羅里達州C5和C6發(fā)酵1.436高纖維含量甘蔗ZeaChem俄勒岡州1.5白楊樹、糖、木屑（美國可再生燃料聯(lián)盟發(fā)布的2009乙醇展望）2.2 加拿大2.2.1 加拿大政府發(fā)展纖維素乙醇燃料的政策舉措加拿大政府為發(fā)展纖維素燃料乙醇，制定了一系列有力的公共政策和鼓勵措施，推進纖維素乙醇生物燃料原料種植、纖維素燃料乙醇示范生產(chǎn)和商業(yè)化，其中包括對燃料乙醇生產(chǎn)的政策扶持、提高公眾的關(guān)注度以及對纖維素乙醇生產(chǎn)全過程的分析與研究等。2000年10月，加拿大政府出臺了2000氣候變化行動計劃，設立了未來燃料計劃，確立了加拿大政府未來將大力增

53、加纖維素燃料乙醇的供應和使用的目標。這項計劃包括三個主要組成部分：國家生物質(zhì)乙醇計劃為乙醇生產(chǎn)提供持續(xù)的貸款資助、資助提高公眾對燃料乙醇的認識以及相關(guān)的分析和研究。2006年7月，加拿大可再生燃料聯(lián)盟發(fā)布了加拿大可再生燃料戰(zhàn)略，聯(lián)邦政府明確指示將采取稅收調(diào)節(jié)等手段發(fā)展生物柴油與燃料乙醇，重點將投資開發(fā)纖維素乙醇及其商業(yè)化，并保證初級農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者在這一活動中獲利。2008年4月，加拿大自然資源部出臺了生物燃料生態(tài)能源計劃，支持汽油和柴油的可再生替代品生產(chǎn)，鼓勵國內(nèi)有競爭力的可再生燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。該計劃投資高達15億美元支持加拿大生物燃料生產(chǎn)，資助時間為2008年4月1日至2017年3月31日。20

54、09年，加拿大創(chuàng)新基金會還將資助2670萬美元于加拿大29個研究所的116個項目。曼尼托巴大學獲得40萬美元，用以研究提高從農(nóng)業(yè)和林業(yè)廢料中合成生物乙醇和生物氫的效率。同時該基金會還特別支持了一個開發(fā)可再生纖維素發(fā)酵系統(tǒng)生產(chǎn)生物燃料的實驗室。此外，加拿大政府還積極開展對生物質(zhì)燃料領(lǐng)域基礎研究的支持。2009年4月，加拿大科技部部和加拿大基因組組織聯(lián)合宣布，將支持12個基因組學和蛋白質(zhì)學研究項目，發(fā)展生物基產(chǎn)品和作物，資助強度達1.12億加元，其中由政府通過加拿大基因組組織提供5300萬加元，其余部分由國內(nèi)外的合作伙伴提供。除加拿大聯(lián)邦政府對纖維素燃料乙醇進行大力資助外，各省政府也積極發(fā)展纖維素

55、乙醇項目，2009年4月哥倫比亞省政府宣布將提供3260多萬加元支持該省可再生能源技術(shù)項目，其商業(yè)化價值將達到約2億加元。該計劃的資金來自兩個方面，其一是創(chuàng)新清潔能源基金，將提供2260萬加元用于發(fā)展多種技術(shù)的19個項目；其二是政府提供的1000萬加元將支持8項液態(tài)生物燃料項目，開發(fā)能降低溫室氣體排放量的纖維素乙醇、生物柴油和生物燃料的技術(shù)。哥倫比亞省規(guī)定，到2010年省內(nèi)使用的汽油和柴油必須包含至少5%的可再生能源量，溫室氣體的排放到2020年將降低33%。2.2.2 2009年加拿大政府出臺實施的部分激勵措施2009年加拿大聯(lián)邦政府及各省政府相繼出臺并實施了刺激乙醇生產(chǎn)的措施。其中2009年聯(lián)邦政府的生物燃料舉措與項目如表4。各省出臺并實施的燃料乙醇的激勵措施與項目如表5。（Canada as an Investment Destination for Biofuels，2009）表4 2009年加拿大聯(lián)邦政府出臺實施的部分相關(guān)的激勵措施名稱時間部門要點生物燃料生態(tài)能源(ecoENERGY for Biofuels)200