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木质纤维生物转化乙醇技术 陈介南 （中南林业科技大学生物环境科学与技术研究所，湖南 长沙 ） 摘 要： 生物乙醇是一种可再生的清洁能源，凭借其经济、环保、实用等多维优势而日益成为替代汽油等传统能源的新 能源。开发符合国情需要的经济有效的木质纤维生物转化乙醇技术，有利于建立以森林生物质为主体，以能源林业为依 托，并综合利用大量农林废弃物（如秸秆、木屑等）的可持续生物能源发展模式，使生物能源开发、经济建设（特别是农林 业和农村经济）和环境保护皆赢共益。作者从借鉴国际（特别是美国的）先进技术和经验的角度，探讨了木质纤维原料 生物转化乙醇相关基因工程和酶工程技术、工艺流程以及产业化策略。 关键词： 生物质；生物能源；燃料乙醇；木质纤维；生物转化 中图分类号： ； 文献标识码： 文章编号： （ ） （ ， ， ， ） ： ， ， ， ， ： ； ； ； ； 生物能源是一种可再生的清洁能源，仅次于煤炭、石油和天然气而居世界能源消费总量第四位，在 整个能源体系中占有重要地位。随着石油和煤炭等不可再生能源越来越成为稀有资源，价格也不断飙 升，总有一天会枯竭［ ］。而且使用化石能源所带来的显性的和隐性的环境代价再也不能被忽视了。对 中国这样人口多、资源有限、经济迅速发展的大国来说，改变能源生产和消费方式，积极开发利用生物质 能等可再生的清洁能源资源，是建立可持续发展的能源体系，实现国民经济和环境保护协调发展的必然 选择。 生物乙醇凭借其经济、环保、实用等多维优势而崭露头 角，日益成为替代汽油等传统能源的新能源。目前全世界超 过 的乙醇来自生物质，但多以粮食（如玉米、小麦、高 粱）和糖类作物（如甘蔗、甜菜）为原料。与此同时，大量农 业废弃物（如农作物秸秆、皮壳等）、林业残余物（如锯木屑、 刨花、造纸工业废弃物等）、草类及其它低成本木质纤维资 源未得到有效利用。而且，根据美国等国家的经验，以杨树 等速生丰产树种发展能源林业的潜力巨大，并可兼得经济、 生态、环保、社会多重效益。 木质纤维是地球上数量最大的一种可再生资源（占地 球生物总量的 ），每年仅陆生植物就可以产生 图 生物乙醇生产循环 纤维素约 亿吨。如将每年光合作用生成纤维素量的十 分之一转化为能量，就能满足全球的能量需要。木质纤维生物转化乙醇，简单地说，是将植物（树木）光 合作用生长的木质纤维原料酶解糖化和微生物发酵转化为乙醇燃料，然后经燃烧（氧化）所释放的 通过光合作用重新还原成生物质