“生物能源技术开发与产业化”课题申请指南

生物谷

课题1：燃料乙醇关键技术研究与产业化

研究内容及技术经济指标：
1、淀粉质原料为基础的燃料乙醇生产关键技术
包括玉米、木薯、红薯等原料的前处理综合利用技术、各种发酵节能技术（连续发酵、清液发酵、浓醪发酵等）、菌种改造、代谢工程、节能蒸馏等技术，应达到如下指标：
(1) 发酵过程乙醇对醪液总糖转化率达到理论值的92%以上；
(2) 连续发酵，发酵液中乙醇浓度不低于12.5%(V/V)，平均发酵时间小于30小时；对于浓醪发酵，发酵液中乙醇浓度不低于15.0%(V/V)，发酵时间小于55小时；
(3) 废糟液直接循环利用，循环比例要达到70%，浓醪发酵工艺达到50%，无废渣排放；
(4) 燃料乙醇制造成本3900元/吨（按原料消耗3.3吨、价格1000元/吨计,加工成本600元/吨），扣除综合利用的利润后实际燃料乙醇制造成本3000元/吨（不含人工、折旧、管理费用）；
(5) 在技术集成基础上，建立3-5万吨级规模技术示范工程装置，连续稳定运行时间≥90天。
2、糖质原料为基础的燃料乙醇生产关键技术
以甘蔗、甜高粱等为原料生产燃料乙醇，实现有经济效益地规模化生产，应达到如下指标：
甘蔗乙醇
（1）原料产燃料乙醇率≥7 %(W/W)；
（2）达到清洁生产，正常生产过程无污水和废渣排放；
（3）燃料乙醇制造成本〈2800元/吨；
（4）在技术集成基础上，建立万吨级规模技术示范工程装置，连续稳定运行时间≥90天。
甜高粱乙醇
（1）原料产燃料乙醇率≥8.8%(W/W)；
（2）达到清洁生产，正常生产过程无污水和废渣排放；
（3）燃料乙醇制造成本〈3000元/吨；
（4）在技术集成基础上，建立千吨级规模技术示范工程装置，连续稳定运行时间≥90天。
3、木质纤维素类原料为基础的燃料乙醇生产关键技术
开展预处理技术、生物降解技术、可发酵糖的利用技术、木质素利用技术等研究，并开展提高秸秆类木质纤维素综合利用的研究，应达到：
（1）糖化、发酵乙醇的发酵时间〈96小时；
（2）总糖转化率≥70%；
（3）发酵液中乙醇浓度≥7%(V/V)；
（4）在技术集成基础上，建立千吨级中试装置，并进行综合技术经济评价。
4、燃料乙醇生产的关键共性支撑技术
针对燃料乙醇生产过程存在的共性技术难题开展研究，提高乙醇生产的经济效益，重点进行以下三方面的研究：
（1）针对提高发酵温度、改善对乙醇耐受性、提高糖醇转化率等内容，对乙醇发酵菌株进行基因工程、代谢工程改造；
（2）乙醇生产相关酶生产菌株的改造及酶产品的开发，例如:高温酸性淀粉酶、高温糖化酶等；
（3）创新燃料乙醇分离/脱水技术。
（4）多菌种阶梯式发酵技术。

课题2：生物柴油生产关键技术研究与产业化

研究内容及技术经济指标：开发具有独立知识产权、生产过程清洁并具有良好经济效益和社会效益的生物柴油生产新技术，克服传统生物柴油合成工艺存在的工艺流程复杂、三废排放量大、污染环境的缺陷，具有广泛的原料适应性，充分利用各种生物质原料资源生产符合相关质量标准的生物柴油。具体内容如下：
（1）考察原料中酸值、脂肪酸分布和脂肪酸不饱和度对反应的影响，研究开发能适应多种品质原料的新型加工工艺，副产甘油的精制或深加工转化技术；
（2）高活性固体催化剂的研制及规模化生产技术；
（3）进行新工艺的中试研究，解决工艺放大出现的各种工程问题，并评估新工艺的技术经济水平；
（4）可移动式生物柴油生产装置及配套工艺的研究；
（5）2~5万吨级工业示范生产装置工艺包设计、建造和运行。
应达到如下指标：
（1）技术具有广泛的原料适应性，当原料油价格在3500元/吨以下时可以有利润地生产生物柴油；
（2）油脂转化率100％，生物柴油产率≥96％，同规模装置生产强度比传统化学碱法提高50%；
（3）生产过程清洁，无三废排放；
（4） 1-2年内建成2000吨/年的中试示范装置，5年内建成2-5万吨/年规模生物柴油产业化示范工程。

课题3：沼气技术升级

研究内容及技术经济指标：
1、沼气高效产气机理和工艺技术的研究
扩大沼气资源利用范围，开展秸秆原材料的生物预处理、筛选优势高效秸秆/垃圾生物预处理菌株并研制高效菌剂；采用分子生态学和代谢工程技术、筛选优势高效甲烷产生菌株及相关功能菌群，研究低温条件下沼气发酵微生物的代谢特征，形成不同优势高产甲烷菌株的优化组合，提高现有沼气工程的甲烷产气率，应达到如下指标：
(1)筛选和鉴定优势高效秸秆预处理菌株、优势高效甲烷产生菌株20株，并在沼气研究和生产应用；
(2)通过简便实用的沼气调控和检测技术的集成应用，缩短启动调试时间，产气率提高20％。
2、新型高效沼气制剂的研发和产业化
提高第一代启动剂（微量元素）和第二代促进剂（代谢产物）应用水平，并形成一定产业规模。采用基团保护等生物修饰技术，研究并提高第三代高效剂（辅酶等）稳定性。采用基因工程和代谢工程技术，通过不同优势高产甲烷菌株及相关功能菌群的优化组合研究，研制第四代高效复合制剂。具体指标如下：
（1）研制新型秸秆预处理菌剂，高效沼气促进剂和沼气发酵功能菌菌剂等产品2～3种；
（2）“十一五”期间建立年产1000吨秸秆等纤维类固体有机废物预处理菌剂和产甲烷菌剂生产线，产值2000万元。
3、沼气示范点和工程的技术应用和示范
选取我国不同地区现有的沼气示范点或工程4-6个，将相关技术以及产品集成应用在农村和大中型沼气发酵装置或工程的快速启动、稳定运行和故障预报中，提高现有沼气工程的效率。具体指标如下：
（1）在不同生态区域建立沼气推广应用示范区2-3个，示范推广规模达1500-2000口户用沼气池；
（2）在2-3处具有代表性的大中型沼气工程推广示范，启动调试时间缩短三分之一，沼气产量提高20%。探索形成沼气工程的新的技术体系和应用模式。

课题4：可移动农林废弃物冷成型颗粒燃料加工设备系统

研究内容及技术经济指标：
在已有的生物质原料冷成型技术的基础上，进行深化研究和开发，实现农林废弃物的就地、及时冷压缩颗粒燃料的生产，提供可替代燃油、燃气和煤炭的商业化生物质燃料。具体内容为：将农林废弃物原料预处理、粉碎、冷压缩成型工艺组合集成为一体化，成为可移动的加工颗粒燃料的设备系统。具体指标如下：
（1）产能：500-1000千克（颗粒燃料）/小时；
（2）电能：整套设备电耗（包括粉碎和成型）为50-100千瓦时/吨（颗粒燃料）；
（3）原材料自然含水量：12-28%；
（4）颗粒产品密度：1.1-1.4 g/cm3；
（5）成型设备寿命：主要零部件大于10000小时，易损件大于1000小时；
（6）成型设备体积：不超过1.5立方米；
（7）生产颗粒燃料的能耗和人工费不超过100元/吨。

课题5：生物乙醇制取乙烯关键技术研究与产业化

研究内容及技术经济指标：
结合现有酒精发酵生产厂已有基础，进行进一步的扩大改造以及过程集成化，提高能量综合利用效率，降低生产成本，使生物乙烯的生产路线和经济效益能够和当前石油乙烯的价格持平或更具有经济效益。具体内容如下：
（1）研究工业化酒精发酵菌种的基因改造及代谢工程工作，提高发酵乙醇的纯度，减少与乙醇物性相近的轻质组分（如醇类、酯类等）的产生，达到减少后继催化过程中的预分离步骤或降低后分离过程工作强度的目的。
（2）研究酒精提取工艺与催化工艺的过程耦联，得到蒸馏酒精进行后续乙烯制取的最佳浓度。
（3）研究生物乙烯工艺过程中的反应分离耦合技术，降低整体工艺过程的能耗。
具体指标如下：
（1）在燃料乙醇的现有发酵水平上，通过基因改造和代谢工程手段，使发酵产物中轻质组分减少60%，蒸馏出来的乙醇纯度达到99.0%。
（2）酒精发酵偶合生物乙烯工艺的中试达到5千吨级规模，提供给我国生物乙烯工艺进一步放大的参考。在和目前已经具有的发酵酒精和乙醇脱水制乙烯工艺简单合并相比，综合能耗节约20%。中试生产中生物乙烯的生产成本低于目前市场上石油乙烯的价格。

申请表格下载：

http://www.biocas.org/news/file/20050513125046.doc