长期以来，原料秸秆的“收集难”问题一直制约着中国燃料乙醇产业的发展。作为第二代燃料乙醇的重要原料，目前我国每年理论可生成9亿多吨的秸秆。但由于收集成本过高，数据显示每年全国约有20%的秸秆被白白浪费。

　　张东远

　　中国科学院天津工业生物技术研究所研究员，项目负责人。天津市高层次人才,“天津人才发展特殊支持计划” 高层次创新创业团队负责人。目前主要研究定位基于过程系统工程的生物质转化利用：通过耦合生物仿生、过程工程、分子生物学以及计算数学等多学科交叉技术木质纤维素糖化工艺，建立由温和预处理工艺、数学模型优化的先进发酵工艺以及底物特异酶解关键技术组成新型纤维素糖化技术，以及建立了基于木质纤维素组分结构特异性的木质素抗氧化剂、高聚木糖等高值化产品的生物炼制体统；申请发明生物质转化利用领域专利14项，形成了具有独立知识产权的生物质转化技术体系。

　　一边是秸秆收储运的不易导致成本过高，另一边则是中国车主们对乙醇汽油接受程度普遍较低。正是这种内外夹击，导致目前国内大部分生产燃料乙醇的工厂走得步履维艰，许多企业只能依靠政府补贴勉强维系。

　　究竟该如何破解原料收集难与企业过于依赖政府补贴的“怪圈”？在中国科学院天津工业生物技术研究所研究员张东远看来，企业应该跳出只关注如何收集秸秆以及寻求政府补贴降低成本的固定思维，“反其道而行之”或许对于企业的商业化运作有着一定的借鉴意义。

　　“如果以粮食加工后的废料如玉米残渣等作为纤维素的来源，既能便利地收集原料又能提前预处理，成本自然也就降低了。这种反向的生产模式不仅能解决原料收集的难题，还能让企业降低成本提高盈利，我国燃料乙醇产业的商业化可以考虑往这个方向发展。”张东远说。

　　工程问题“卡脖子”

　　身为中科院生物质产业信息资源平台主任与河北省非粮乙醇工程中心副主任，张东远在乙醇燃料领域有着多年丰富的研发与成果转化落地的经验。

　　他对记者表示，当前全球都非常重视生物质能源的研发与应用推广。近年间我国在纤维素乙醇领域投入了不菲的科研经费，也取得不少成果，比如原料预处理、纤维素水解以及后期的深化利用等等。但从严格意义上说，目前国内还没有一条真正实现经济性示范的生产线。

　　为何国家的高投入却没有换来纤维素乙醇商业化领域的突破？

　　对此，张东远坦言，“技术不是问题，关键还是匹配难的问题”。“纤维素乙醇是多技术集成而成的产业，现如今面临最大的是工程问题，如发酵设备、精馏提取、污水处理等不同的工段。目前我国在纤维素乙醇很多关键技术取得了突破性研究进展，但始终缺乏技术整合与协同能力，从系统工程角度进行过程优化更是无从谈起，这就导致纤维素乙醇产业在经济性方面的不可行。”

　　不仅国内如此，国外几大著名的纤维素乙醇公司也面临同样的困境，有几家甚至已经停产。“这是当前全球纤维素乙醇产业发展面临的通病，应当在过程工程中便将纤维素乙醇的各个环节加以组装与优化”。张东远认为，只有实现纤维素乙醇系统工程的协同开发与耦合，纤维素乙醇产业的商业化运作模式才有可能获得成功。　　

　　但是，目前我国对纤维素乙醇过程工程的研究可谓少之又少。

　　“从生物学研究领域来看，一直缺少过程工程深入研究，这是一门独立的学科。即便企业可以整合一些技术资源，但是也很难形成可高度协同最合适的技术。招几个生物学专业的博士或硕士进行研究，也没法与过程工程专业的技术人员相比。因此，在生物领域加强对过程工程的研究及人才培养显得尤为重要。”张东远说。

　　秸秆不适合集中化发展

　　目前，秸秆仍然是我国第二代燃料乙醇最重要的原料来源。秸秆中的主要成分为纤维素、半纤维素及木质素，张东远指出，目前仅仅只是利用纤维素中的纤维素和部分半纤维素制成乙醇，部分半纤维素和木质素都没有得到有效的应用。

　　“木质素是其中储能最高的物质，含有很多活性官能团，但是现在利用效果非常差，必须开发出一些相关的高质化产品。”张东远说。

　　对于业内有观点提出，若发展高质化的产品如可以将半纤维素变成木糖或木糖醇，如此便可有效降低成本从而实现产业化，张东远坦言，“我认为这是不靠谱的。”

　　他指出，该观点针对一条生产线或者某一家企业可以推行，但目前全国每年秸秆产量高达9亿多吨，所生产的巨量木糖或木糖醇根本无法被市场消耗。“我国纤维素乙醇产业化的突破，不可能通过这种方式实现。”

　　张东远表示，如利用长纤维造纸、制作服装材料、做饲料肥料等是更适合的秸秆利用方式。事实上，从我国生物燃料发展的角度看，采用秸秆做原料并不是最适合商业化的做法，利用粮食废弃物生产纤维素乙醇的成本更低也更可行。

　　目前，我国生产一吨纤维素乙醇的秸秆收储成本高达1000~2000元，而且收储的过程也非常费劲。譬如生产5万吨乙醇便需30万吨秸秆原料，这些秸秆的存储体积就高达150万方。而秸秆在农作物收割后需要在短时间内被运到工厂，这也给运输带来不小的压力。以制造工厂为圆心，30万吨秸秆原料的收集运输半径长达50~60公里，运输费用也是一笔巨大的支出。

　　张东远说：“将秸秆‘吃干榨净’无疑可以降低乙醇的生产成本甚至可以实现其经济性运行，但并不一定适合中国纤维素乙醇商业化的发展方向。秸秆这一原料更适合就地消化，没必要往集中化方向发展”。

　　粮食加工废弃物更适合做原料

　　目前我国每年淀粉乙醇产量约为1000~2000万吨，而生产1000万吨乙醇需要2000万吨的玉米原料，其中玉米原料中的纤维素含量为5%左右。“2000万吨玉米原料就意味着有100万吨的纤维素，仅仅对这部分加以利用也可形成百万吨级的产业。”

　　张东远表示，从科研示范角度看，以秸秆为原料的纤维素乙醇研发自然很有必要，但离实现产业化的目标仍有一定距离，近期内最适合的产业化道路应是以粮食等加工废弃物做原料。

　　据了解，当前国外的纤维素乙醇生产企业也很少以秸秆作为原料。张东远告诉记者，国外企业通常采用玉米、木薯等深加工废弃物作为原料，而国内厂家也开始在这些领域布局生产。

　　以山东龙力生物为例，这是一家以玉米芯、玉米为原料生产功能糖、淀粉及淀粉糖等产品的企业。在生产过程中产生的玉米芯废渣等物质，则被用于生产第二代燃料乙醇等新能源产品及木质素等高分子材料产品。

　　“这家企业的生产模式为业界提供了一种新的纤维素原料收集思路。企业可以不再一味追求秸秆制作燃料乙醇，而是先利用原料生产其他产品如纸浆等，再将这些深加工废弃物作为纤维素原料的来源，不仅不愁原料来源而且完成了前期秸秆预处理。这种科学合理的‘反其道而行之’的产业链，使得企业的生产成本大大降低。”张东远说。

　　张东远表示，应当以实事求是的态度寻找纤维素乙醇最适合的发展道路，一味寻求依靠政府补贴的做法更不可长期维系。