生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與林產(chǎn)化工

林產(chǎn)化工與生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)

學(xué)術(shù)研討會(huì)開(kāi)幕詞

中國(guó)林學(xué)會(huì)林產(chǎn)化學(xué)化工學(xué)會(huì)

理事長(zhǎng)沈兆邦

熱烈歡迎到會(huì)的各位領(lǐng)導(dǎo)和代表衷心感謝張家界貿(mào)源化工有限公司吉首大學(xué)*20世紀(jì)是石油化學(xué)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時(shí)代。

*我國(guó)是一個(gè)石油資源不足的國(guó)家，石油儲(chǔ)量?jī)H為世界的2%，而消費(fèi)量卻為世界第二，石油進(jìn)口由1994年的300萬(wàn)t增加到2004年的1.4億t，進(jìn)口依存度達(dá)46%。

*發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。生物質(zhì)和生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)

生物質(zhì)是指任何可再生或可循環(huán)的有機(jī)物質(zhì)，主要包括:*農(nóng)作物、樹木和木材廢棄物及剩余物；*植物（含水生植物）、草及其殘留物；*纖維和動(dòng)物廢棄物；*可分類的城市垃圾和其它廢棄材料。

生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是指利用上述可再生的生物質(zhì)原料，通過(guò)工業(yè)性加工轉(zhuǎn)化，進(jìn)行生物基產(chǎn)品(biobasedproducts)和生物質(zhì)能源(bioenergy)生產(chǎn)的一種新興產(chǎn)業(yè)。在生物質(zhì)能源方面又可分為生物質(zhì)發(fā)電（biopower）和生物質(zhì)燃油（biofuel）。美國(guó)生物質(zhì)計(jì)劃2000年美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了“生物質(zhì)研究和開(kāi)發(fā)法案”。由美國(guó)農(nóng)業(yè)部（USDA）和能源部（DOE）牽頭組織全國(guó)的研發(fā)工作，并成立了“生物質(zhì)技術(shù)咨詢委員會(huì)”。提出了2020年規(guī)劃和技術(shù)路線圖生物質(zhì)在美國(guó)經(jīng)濟(jì)中的作用（2020年目標(biāo)）美國(guó)生物質(zhì)計(jì)劃核心研究領(lǐng)域一.生物質(zhì)原料層面的研究和開(kāi)發(fā)：其目標(biāo)是開(kāi)發(fā)可大規(guī)模提供低成本、高質(zhì)量的木質(zhì)纖維生物質(zhì)的技術(shù)，供生物提煉廠生產(chǎn)熱和電能、化學(xué)品和其它材料。

二.糖平臺(tái)的研究和開(kāi)發(fā)：

主要包括用化學(xué)和生物技術(shù)將生物質(zhì)分解成單糖組分，其目標(biāo)是獲得廉價(jià)的糖，以開(kāi)發(fā)燃油、化學(xué)品和其它材料。制糖后的木質(zhì)素殘?jiān)捎糜诎l(fā)電或制備其它產(chǎn)品。

目前主要研究的方向是先將粉碎生物質(zhì)原料用稀酸進(jìn)行熱化學(xué)處理，水解半纖維素至戊糖，然后將纖維素進(jìn)行酶水解制取己糖。所得到的糖除發(fā)酵制乙醇外，還可制取高附加值的化學(xué)產(chǎn)品。美國(guó)西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）和國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)已對(duì)可由戊糖和己糖生產(chǎn)的300種化合物，根據(jù)其生產(chǎn)和進(jìn)一步加工高附加值化合物的可行性進(jìn)行了評(píng)估和篩選，提出了30種侯選平臺(tái)化合物。并從中又篩選出12種最有價(jià)值的平臺(tái)化合物。30種侯選平臺(tái)化合物一氧化碳?xì)涓视?-羥基丙酸乳酸丙二酸丙酸絲氨酸3-羥基丁酮天冬氨酸富馬酸3-羥基丁內(nèi)酯蘋果酸丁二酸蘇氨酸阿拉伯糖醇糠醛谷氨酸衣糠酸乙酰丙酸輔氨酸木糖醇木糖酸烏頭酸檸檬酸2，5-呋喃二酸葡糖二酸賴氨酸左旋葡聚糖山梨醇12種最有價(jià)值的平臺(tái)化合物1，4-丁二酸富馬酸2，5-呋喃二酸蘋果酸3-羥基丙酸天冬氨酸葡糖二酸谷氨酸衣糠酸乙酰丙酸3-羥基丁內(nèi)酯甘油山梨醇木糖醇/阿拉伯糖醇三.熱化學(xué)平臺(tái)研究和開(kāi)發(fā)其目標(biāo)是將生物質(zhì)或生物提煉廠的生物質(zhì)殘?jiān)ㄟ^(guò)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化成熱解油和合成氣。它們可直接作為燃油或產(chǎn)品使用，亦可進(jìn)一步精制成可替代現(xiàn)有的原油、汽油、柴油、天然氣和高純氫的燃油和產(chǎn)品。四.產(chǎn)品研究和開(kāi)發(fā)其目標(biāo)是將糖平臺(tái)和熱化學(xué)平臺(tái)提供的中間產(chǎn)品，根據(jù)市場(chǎng)需求開(kāi)發(fā)燃油、化學(xué)品和材料以及熱電產(chǎn)品。

五.生物提煉裝置的研究和開(kāi)發(fā)：

其任務(wù)是和產(chǎn)業(yè)界結(jié)合，將上述四方面的研究成果實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化示范。美國(guó)生物質(zhì)計(jì)劃

5個(gè)核心研發(fā)領(lǐng)域關(guān)系圖

糖平臺(tái)酶水解木質(zhì)素產(chǎn)品生物質(zhì)剩余物收集能源作物熱化學(xué)平臺(tái)熱解氣化產(chǎn)品

燃油、化學(xué)品、材料熱和能生物提煉裝置“糖平臺(tái)”和“熱化學(xué)平臺(tái)”是最有前景的二種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化工藝，在燃料乙醇方面，目前主要利用玉米淀粉水解糖發(fā)酵生產(chǎn)，但下一步將要集中開(kāi)發(fā)玉米秸桿等木質(zhì)纖維原料水解糖源制備燃料乙醇和其它化學(xué)品。

林產(chǎn)化工和生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)

林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)是以可再生的木質(zhì)和非木質(zhì)森林產(chǎn)物為原料，經(jīng)化學(xué)和生物技術(shù)加工、生產(chǎn)各種國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活所必需的產(chǎn)品的工業(yè)。木質(zhì)纖維原料的化學(xué)利用

木質(zhì)纖維原料的化學(xué)利用主要是利用木材的三大組分，即纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。從學(xué)科領(lǐng)域來(lái)看，主要為木材制漿、木材水解和木材熱解。木材水解

20世紀(jì)60年代，我國(guó)曾大力開(kāi)展木質(zhì)原料水解制酒精和酵母研究，先后開(kāi)展了木材稀酸、濃硫酸水解以及機(jī)械化學(xué)法水解等多種工藝的研究，并曾在黑龍江建成年產(chǎn)4000t酒精及相應(yīng)的飼料酵母和干冰的南岔木材水解廠。近年來(lái)在木質(zhì)纖維原料爆破法予處理、纖維素酶解、戊糖己糖同步發(fā)酵方面也都進(jìn)行了不少工作。在戊糖利用方面，我國(guó)目前有200余家糠醛廠，產(chǎn)能超過(guò)30萬(wàn)t。2004年產(chǎn)糠醛20余萬(wàn)t，占世界產(chǎn)量的三分之二以上，是世界上最大的糠醛生產(chǎn)和出口國(guó)。以糠醛為原料生產(chǎn)糠醇、呋喃樹脂、四氫糠醇、四氫呋喃和聚四氫呋喃等一系列產(chǎn)品均已工業(yè)化，在國(guó)際上具有重要的地位。在木糖和木糖醇生產(chǎn)方面也已有多家生產(chǎn)廠，具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。木材熱解

我國(guó)發(fā)展較快的為活性炭生產(chǎn)及其工藝設(shè)備和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，已成為世界上最大的活性炭生產(chǎn)國(guó)。此外，近年來(lái)隨著國(guó)家對(duì)生物質(zhì)能源的重視，對(duì)各種裂解工藝和爐型、生物質(zhì)氣化、成型燃料等也都有廣泛的研究和工業(yè)化生產(chǎn)。木素利用

包括木質(zhì)素?zé)峤庵苹钚蕴?，木質(zhì)素磺酸鹽的生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)利用，木質(zhì)素直接燃燒技術(shù)等。非木質(zhì)林業(yè)原料的化學(xué)利用

目前的主要產(chǎn)品為松香、松節(jié)油、植物單寧、紫膠、桐油、芳香油、生物活性提取物及其深加工產(chǎn)品等。在松脂化學(xué)加工方面，我國(guó)年產(chǎn)松香50萬(wàn)t，是世界上最大的松香生產(chǎn)國(guó)。從非木林產(chǎn)品，如松節(jié)油、松香、五倍子等提取天然化學(xué)品，再進(jìn)一步合成各種化工產(chǎn)品也有了很大的發(fā)展。

結(jié)論和建議

一.生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是一個(gè)古老而又新興的產(chǎn)業(yè)?，F(xiàn)代生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是在化石能源逐漸枯竭、全球變暖、環(huán)境惡化的形勢(shì)下產(chǎn)生的可持續(xù)發(fā)展的、保護(hù)環(huán)境的產(chǎn)業(yè)。我國(guó)是一個(gè)石油資源不足的國(guó)家，發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。二.林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)在生產(chǎn)原料、加工工藝和產(chǎn)品方面都和目前提出的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)有著密切的關(guān)聯(lián)，和國(guó)際上提出的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)主要研發(fā)領(lǐng)域，“糖平臺(tái)”和“熱化學(xué)平臺(tái)”有著深刻的淵源關(guān)系。在“長(zhǎng)碳鏈化合物平臺(tái)”和“植物產(chǎn)品平臺(tái)”研發(fā)領(lǐng)域也有共同之處。三.發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)林化工作者來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。當(dāng)前，要從發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)這一戰(zhàn)略目標(biāo)出發(fā)來(lái)審視和考慮林產(chǎn)化工相關(guān)領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)工作，特別是要圍繞生物質(zhì)制能、液體燃料和燃油添加劑、平臺(tái)化合物開(kāi)發(fā)等制訂相關(guān)的研究和開(kāi)發(fā)計(jì)劃，