(工学)酶工程原理及应用-09 纤维素酶与木质纤维素

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1、纤维素酶与木质纤维素资源的利用可持续发展可再生资源清洁生产工艺环境友好产品生物质资源开发木质纤维素海洋生物资源微生物技术生物加工工艺生物制浆造纸技术酶法有机转化绿色生物产品生物酒精、氢能生物农药、可降解塑料目前的工业生产模式不可持续化石资源－不可再生资源→资源危机化石燃料－不可再生能源→能源危机三废排放－生态环境污染→环境危机不可再生的石油资源的困境廉价石油时代终结了---人类必须戒除“油瘾”化石资源是现代工业和现代文明的物质基础石油、煤炭、天然气不仅提供了基本的能源，而且提供了99%的有机工业原料。30199020002020203

2、02010205020752100年0510152025我国在世界CO2排放中的比例(%)普京总统签署正式批准京都议定书之联邦法令即使京都议定书不生效，欧盟都会坚守承诺我们愿意做到超越京都议定书的要求全球暖化的威胁超过恐怖主义环境问题经济观点全球影响化石经济，付出了巨大的环境代价（白色污染和温室效应等）生物质资源开发是人类继续生存的必然选择生物质资源为可再生的原料模仿自然界的生物过程，以酶为催化剂，（逐步地）以生物可再生资源为原料，来大规模生产人类所急需的能源、材料、大宗化学品、医药等物质转化体系的第三次革命煤炭经济化石原料（石油

3、）经济碳水化合物经济依赖化石资源的工业文明只是人类文明历史的一幕人类走向生物质经济时代是一种历史的回归，是人类走向可持续发展的进步和必然生物质循环经济推动下的可持续发展社会生物技术的第三次浪潮资源生物技术（新能源、新材料等）环境生物技术（环境治理、清洁生产、环境友好产品等）生物催化加工（新型酶制剂、手性合成等）海洋生物技术（海洋资源开发、转化）第一代燃料乙醇大量消耗粮食二氧化碳排放与气候变暖液体燃料的CO2和能量平衡纤维素资源来源广、产量大美国政府的三大目标2012年：纤维乙醇的生产成本在经济上具有竞争力2017年：20in10---

4、10年后，对石油的依赖要降低20％2030年：30by30---到2030年，美国对石油的依赖降低30%实现政府的目标，需600个年产1亿加仑（30多万吨）的乙醇厂美国能源部半年宣布多笔巨额投资2月宣布：今后四年，投资3.85亿美元，用于6个生物精炼厂项目。总投资将超过12亿美元。全面投产后，预计每年的纤维质乙醇产量将超过1.3亿加仑。5月宣布：2007～2011年将投入2亿美元资助小规模纤维素生物炼制的技术开发，选择5～10个项目予以资助，要求申请者自筹50％的经费。另外，投资2300万美元资助5个乙醇发酵菌研究，投3800万招标

5、纤维素酶生产研究。6月宣布：将投入3.75亿美元建立三个新的生物能源研究中心，以加大纤维素乙醇和其他生物燃料的基础研究力度。AbengoaBioenergyBiomass及Chesterfield公司投资：7600万美元拟建厂址：堪萨斯州原料：700吨的玉米秸秆、麦秸、高粱秆、柳枝稷以及其他原料/天计划年产：1140万加仑乙醇（约3.5万吨），产生足够的电力以供应生产设施，还有富余的能源供给周边ALICO有限公司投资：3300万美元拟建厂址：佛罗里达州LaBelle郡原料：770吨木材、植物废弃物等/天计划年产：1390万加仑乙醇（约

6、4.2万吨），6255千瓦电力，以及每天生产8.8吨氢和50吨氨BlueFireEthanol有限公司投资：4000万美元拟建厂址：加利福尼亚州Irvine市原料：700吨分类的绿色废料和来自填埋厂的木材废料/天计划年产：1900万加仑乙醇（约5.7万吨）Broin公司投资：8000万美元拟建厂址：爱荷华州的Emmetsburg原料：842吨玉米纤维、芯、秸秆等/天计划年产：1.25亿加仑的乙醇，其中大约25%是纤维质乙醇（约10万吨）参与者：duPont、Novozymes以及能源部国家可再生能源实验室（NationalRenewa

7、bleEnergyLaboratory）IogenBiorefineryPartners公司投资：8000万美元拟建厂址：爱达荷州的Shelley原料：700吨的农业残留物(麦秸、大麦秆、玉米秸、柳枝稷以及稻草等)/天计划年产：1800万加仑乙醇（约5.4万吨）参与者：Iogen能源公司、Iogen公司、GoldmanSachs公司以及荷兰皇家壳牌集团（RoyalDutch/ShellGroup）RangeFuels公司投资：7600万美元拟建厂址：乔治亚州的Soperton原料：1200吨木材残余物和木基能源作物等/天年产：4000

8、万加仑乙醇（约12万吨）和900万加仑甲醇能源部生物能源科学研究中心DOEBioEnergyScienceCenter位于田纳西州，隶属于能源部橡树岭国家实验室（DOE’sOakRidgeNationalLaborato