【正文】 發(fā)展生物能源，逐步減輕對(duì)進(jìn)口石油的依賴程度，已經(jīng)成為國(guó)家 5 能源安全及經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大需求！ （三）發(fā)展生物能源是保護(hù)生態(tài)環(huán)境，建設(shè)低碳經(jīng)濟(jì)的迫切需要 據(jù) 20xx年國(guó)際能源署（ International Energy Agency, IEA）發(fā)布的《燃料燃燒二氧化碳排放 20xx》（ CO2 Emissions from Fuel Combustion, 20xx Edition）， 20xx年中國(guó) CO2總 排放量為 60億噸，主要來自能源生產(chǎn)與消費(fèi)，占全球排放的 21%，超過美國(guó)成為世界上 CO2排放第一大國(guó)。 （二）生物能源是保障國(guó)家能源安全，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要 表 1所示為 20xx?20xx年 10年內(nèi)我國(guó)石油消費(fèi)結(jié)構(gòu)。為 了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)， 20xx年歐盟建立了生物燃料技術(shù)開發(fā)平臺(tái)（ European Biofuels Technology Platform, EBTP） ，隨后制定了其 生物燃料發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃（ Biofuels in the EU: A vision for 2030 and beyond）。 D and Commercialscale Biorefinery Demonstration Projects）。 20xx 年 10 月，為了加快推進(jìn)美國(guó)先進(jìn)生物燃料技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化， NREL 組建了國(guó)家生物能源中心（ National Bioenergy Center, NBC），為 DOE的生物質(zhì)開發(fā) 計(jì)劃 （ DOE Biomass Program）及預(yù)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支持。 3 二、 項(xiàng)目立項(xiàng)的 意義、 必要性 和緊迫性 發(fā)展生物能源對(duì)于推動(dòng)能源戰(zhàn) 略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，保障國(guó)家能源安全，改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都具有重要的戰(zhàn)略意義?！秶?guó) 家可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中也明確提出：“從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，要積極發(fā)展以纖維素類生物質(zhì)為原料的生物燃料技術(shù)；到 2020年，生物燃料乙醇年利用量達(dá)到 1000 萬噸，生物柴油年利用量達(dá)到200萬噸，沼氣年利用量達(dá)到 440億立方米?！痹?20xx年 4月 22 日召開的國(guó)家能源委員會(huì)第一次會(huì)議上，國(guó)務(wù)院總理溫家寶強(qiáng)調(diào)：“要加快能源調(diào)整優(yōu)化結(jié)構(gòu)，大力培育新能源產(chǎn)業(yè)，下大力氣落實(shí) 2020年非化石能源消費(fèi)比重提高到 15%的目標(biāo)；要提高能源科技的創(chuàng)新能力，支撐現(xiàn)代能源體系建設(shè)。黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視包括生物能源在內(nèi)的各類可再生能源的開發(fā)利用。 本項(xiàng)目申請(qǐng)國(guó)家撥款 億元，地方和部門配套 億元，企業(yè)投入 億元，總經(jīng)費(fèi)投入 億元。 本項(xiàng)目針對(duì)燃料乙醇、生物柴 油和生物燃?xì)馊笾饕锬茉串a(chǎn)品及以丁醇為代表的長(zhǎng)鏈醇類第二代生物燃料生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，組織有良好基礎(chǔ)的優(yōu)勢(shì)科研單位和企業(yè)協(xié)作攻關(guān)。 “十五”以來，國(guó)家在 973 項(xiàng)目、 863 項(xiàng)目和科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目中，先后安排了一批生物能源相關(guān)的基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)和工程示范項(xiàng)目，取得了良好進(jìn)展。 “ 十二五 ” 863 計(jì)劃 生物和醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域?qū)ｎ}項(xiàng)目 生物能源關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā) 項(xiàng)目建議書 、 863 計(jì)劃生物和醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域辦公室 二〇一〇年 六 月 目 錄 摘 要 .................................................................................................................................... 1 一、項(xiàng)目提出的依據(jù) ................................................................................................................ 2 二、項(xiàng)目立項(xiàng)的意義、必要性和緊迫性 ................................................................................ 3 （一）生物能源是引領(lǐng)能源戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，應(yīng)對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的迫切需要 ..................... 3 （二）生物能源是保障國(guó)家能源安全，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要 ......................... 4 （三）發(fā)展生物能源是保護(hù)生態(tài)環(huán)境，建設(shè)低碳經(jīng)濟(jì)的迫切需要 ............................. 5 （四）發(fā)展生物能源是調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)農(nóng)民增收的迫切需要 ..................... 5 三、項(xiàng)目相關(guān)領(lǐng)域的研 發(fā)基礎(chǔ)和相關(guān)發(fā)展趨勢(shì) .................................................................... 6 （一）研發(fā)基礎(chǔ) ................................................................................................................. 6 （二）發(fā)展趨勢(shì) ............................................................................................................... 12 四、項(xiàng)目領(lǐng)域的戰(zhàn)略分析、發(fā)展思路、本項(xiàng)目的總體目標(biāo)及考核指標(biāo) .......................... 15 （一）總體目標(biāo) ............................................................................................................... 15 （二）考核指標(biāo) ............................................................................................................... 16 五、主要研究?jī)?nèi)容 .................................................................................................................. 17 課題 1： 基于酶和菌種改造的 燃料乙醇節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù) ........................................ 17 課題 2：一步法生物加工 代燃料乙醇關(guān)鍵技術(shù)及示范 ........................................ 19 課題 3：預(yù)處理、纖維素酶和混合糖發(fā)酵菌株構(gòu)建平臺(tái)技術(shù) .................................... 21 課題 4：纖維素乙醇技術(shù)開發(fā)及萬噸級(jí)規(guī)模產(chǎn)業(yè)化示范 ............................................ 24 課題 5：低成本微藻光自養(yǎng)培養(yǎng)及油脂制備關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及示范 ............................ 25 課題 6：低成本富油微生物培養(yǎng)及油脂制備關(guān)鍵技術(shù)及示范 .................................... 26 課題 7：適于廣譜油脂原料的酶法生物柴油技術(shù)開發(fā)及示范 .................................... 28 課題 8：生物燃?xì)饩赫{(diào)控及高效產(chǎn)氣關(guān)鍵技術(shù) ........................................................ 30 課題 9：潔凈生物燃?xì)馍a(chǎn)過程 優(yōu)化及示范 ................................................................ 33 課題 10：長(zhǎng)鏈醇生物燃料生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及示范 .......................................................... 36 六、項(xiàng)目主要的創(chuàng)新點(diǎn)和突破點(diǎn) .......................................................................................... 39 （一）創(chuàng)新點(diǎn) ................................................................................................................... 39 （二）突破點(diǎn) ................................................................................................................... 39 七、項(xiàng)目實(shí)施年限、經(jīng)費(fèi)需求、課題組織實(shí)施方式 .......................................................... 40 （一）起止年限 ............................................................................................................... 40 （二）經(jīng)費(fèi)需求 ............................................................................................................... 40 （三）課題組織實(shí)施方式 ............................................................................................... 40 附件： ...................................................................................................................................... 41 1 摘 要 石油資源短缺已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，國(guó)家高度重視可再 生能源的發(fā)展，在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》和《國(guó)家可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中都明確提出了我國(guó)生物能源科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。發(fā)展生物能源對(duì)于保障國(guó)家能源安全，推動(dòng)新能源戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)民增收，都具有重要意義。截止到 20xx年底，我國(guó)燃料乙醇產(chǎn)量已達(dá)到172 萬噸，生物柴油約 30 萬噸，生物燃?xì)饧s 120 億立方米。預(yù)計(jì)項(xiàng)目完成后，現(xiàn)有燃料乙醇生產(chǎn)發(fā)酵能耗降低 40%，水耗降低 20%；建立萬噸級(jí)規(guī)模纖維素乙醇示范工程；建立總面積 10000 M2的低成本能源微藻光自養(yǎng)培養(yǎng)示范基地，千噸級(jí)規(guī)模微生物油脂生物柴油中試裝置，適宜于廣譜油脂的萬噸級(jí)規(guī)模酶法生物柴油示范工程；建設(shè)日產(chǎn)潔凈生物燃?xì)?10000 M3的示范基地；培育 23 個(gè)產(chǎn)學(xué)研技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，拉動(dòng)生物能源產(chǎn)值約300億；培養(yǎng)引進(jìn) 810名領(lǐng)軍人才 ，申請(qǐng) 100個(gè)左右發(fā)明專利，發(fā)表論文約 300 篇，其中 50%為 SCI 收錄，培養(yǎng)博碩士研究生約 600人。 2 一、 項(xiàng)目提出的依據(jù) 目前，我國(guó)已成為世界能源消費(fèi)大國(guó)，其中基于煤炭和石油的兩大化石類能源占能源消費(fèi)總量的比例高達(dá) 90%，但我國(guó)石油資源嚴(yán)重匱乏， 20xx 年石油進(jìn)口量已占石油消費(fèi)總量的 50%以上。 20xx年 11 月國(guó)際可再生能源大會(huì)在北京召開，胡錦 濤總書記在發(fā)來的賀詞中指出：“加強(qiáng)可再生能源開發(fā)利用，是應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的能源和環(huán)境問題的必由之路，也是人類社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路?！? 《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（ 20xx2020年）》明確將“可再生能源的低成本規(guī)模化開發(fā)利用”列為優(yōu)先主題，并突出發(fā)展生物能源。”要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，迫切需要發(fā)展符合我國(guó)國(guó)情的生物能源產(chǎn)品生產(chǎn)原料，特別是以農(nóng)作物秸稈為代表的木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)資源和各類有機(jī)廢棄物，開發(fā)生物能源產(chǎn)品生產(chǎn)創(chuàng)新技術(shù)，顯著降低成本，提高生物能源產(chǎn)品與不可再生化石類能源產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。 （一）生物能源是引領(lǐng)能源戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，應(yīng)對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的迫切需要 生物能源一直是歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要組成部分，美國(guó)政府能源部（ Department of Energy, DOE）早在上世紀(jì)七十年代石油危機(jī)事件之后就建立了可再生能源國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ National Renewable Energy Laboratory, NREL），對(duì)以農(nóng)林廢棄物為代表的木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)資源生產(chǎn)以燃料乙醇為代表的液體燃料技術(shù)開發(fā)給予重 點(diǎn)支持。金融危機(jī)爆發(fā)以來，新能源發(fā)展被提升到了前所未有的高度，新能源產(chǎn)業(yè)正孕育著新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，同時(shí)也將成為新一輪國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬積極呼吁加快美國(guó)生物燃料的開發(fā)，以構(gòu)建美國(guó)清潔能源產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，以期在新能源和環(huán)境問題上引領(lǐng)世界，政府研發(fā)