1、12Alternative Energy Sources替代能源及其特點替代能源及其特點能源能源再生再生 環境問題環境問題 車用能源車用能源 其他其他天然氣XX煤XX?核能X水電XX風能XX太陽能X高成本生物柴油XX高成本燃料乙醇燃料乙醇X XX X潛在低成本潛在低成本3 生物質液體燃料 2020年：替代1000萬噸成品油燃料乙醇： 以甜高粱莖桿、甘蔗和木薯等為原料 2020年，年產1000萬噸 (30.8億加侖)生物柴油 以麻瘋樹、油桐、黃連木、油菜籽等為原料 餐飲等行業廢油回收 2020年，年產100萬噸中國可再生能源法實施及規劃目標中國可再生能源法實施及規劃目標國家發展改革委能源局 20

2、05年11月18日/documents/4._Wu_Guihui_CNEN.ppt4生產乙醇燃料的原料生產乙醇燃料的原料原料原料:陳糧陳糧農農、林業廢棄物，各種含纖維素垃圾、林業廢棄物，各種含纖維素垃圾能源植物能源植物Miscanthus（大禾草）（大禾草）Switchgrass（柳枝稷）（柳枝稷）甜高梁甜高梁木薯木薯效益效益:中國能源戰略發展的需要中國能源戰略發展的需要解決環境污染，變廢為寶解決環境污染，變廢為寶增加農民收入，解決增加農民收入，解決“三農三農”問題問題5生物質的主要成分生物質的主要成分木質素木質素纖維素纖維素半纖維素半纖維素6Cell

3、ulose FiberHemicelluloseLigninPectinOther polysaccharides生物質原料的結構生物質原料的結構纖維素呈結晶狀擰合成纖維束纖維素呈結晶狀擰合成纖維束半纖維素和其他多聚糖纏繞著纖維束半纖維素和其他多聚糖纏繞著纖維束木質素像膠水一樣覆蓋和凝合著各種物質木質素像膠水一樣覆蓋和凝合著各種物質水解酶或其他化學物質很難滲透到纖維素表面水解酶或其他化學物質很難滲透到纖維素表面纖維束纖維束半纖維素半纖維素木質素木質素果膠質果膠質其他多聚糖其他多聚糖 7秸桿或其他原料秸桿或其他原料組分分離預處理組分分離預處理酶制劑酶制劑生物降解生物降解乙醇分離乙醇分離The P

4、ath from Cellulose to Ethanol 從秸桿到乙醇燃料從秸桿到乙醇燃料8Crystalline RegionAmorphous RegionCelluloseLigninHemicellulosePretreatment預處理的作用預處理的作用預處理纖維素木質素無定形區結晶區半纖維素半纖維素9$/gal EtOH稀酸熱水氣爆氣滲石灰預處理的效果和費用預處理的效果和費用處理效果依方法而異處理效果依方法而異耗能耗能(熱水、氣爆熱水、氣爆)，環境污染，環境污染(稀酸稀酸)，周期長，周期長(石灰石灰)成本高成本高10內切葡聚糖酶外切葡聚糖酶纖維二糖水解酶 纖維二糖酶纖維素葡聚糖纖

5、維二糖葡萄糖纖維素水解纖維素水解纖維素水解由纖維素酶系完成纖維素水解由纖維素酶系完成纖維素酶系含至少三種酶，內切葡聚纖維素酶系含至少三種酶，內切葡聚糖酶，纖維二糖水解酶和纖維二糖酶糖酶，纖維二糖水解酶和纖維二糖酶此法成本很高，纖維素酶占總成本的此法成本很高，纖維素酶占總成本的36-45%效率常低效率常低產物反饋抑制產物反饋抑制受預處理影響受預處理影響11燃料乙醇生產構想燃料乙醇生產構想基因工程酵母基因工程酵母木質素水解酶酵母木質素水解酶酵母半纖維素半纖維素酶酵母酶酵母纖維素酶纖維素酶酵母酵母酒精發酵酒精發酵酵母酵母燃料乙醇燃料乙醇植物原料植物原料原料粉原料粉半纖維素半纖維素纖維素纖維素有機酸有

6、機酸纖維素纖維素單糖單糖有機酸有機酸乙醇混合物乙醇混合物單糖單糖有機酸有機酸12基因工程酵母技術的優勢基因工程酵母技術的優勢低成本低成本無須高消耗的預處理無須高消耗的預處理無須價格昂貴的纖維素酶無須價格昂貴的纖維素酶高效率高效率水解徹底水解徹底五、六炭糖全部利用五、六炭糖全部利用無環境污染無環境污染建廠投資和技術要求低，適合離秸桿建廠投資和技術要求低，適合離秸桿源近的農村建廠，解決源近的農村建廠，解決三農三農問題問題13木質素水解酶酵母木質素水解酶酵母CHOOCH3OHHCHOOCH3OHHCHOOCH3OHH木質素過氧化物酶Lignin perioxidase錳過氧化物酶Manganese

7、peroxidase乙二醛氧化酶Glyoxal oxidase漆酶 LaccaseCelluloseLigninHemi-cellulose纖維素木質素半纖維素半纖維素Cellulose纖維素Hemicellulose半纖維素半纖維素14半纖維素酶酵母半纖維素酶酵母CHOOCH3OHHCHOOCH3OHHCHOOCH3OHH內切木聚糖酶endoxylanase乙酰木聚糖酯酶Acetylxylan esterase木糖苷酶Xylosidase阿拉伯呋喃糖苷酶 ArabinofuranosidaseCelluloseHemi-cellulose纖維素半纖維素半纖維素Cellulose纖維素15纖維素酶酵母纖維素酶酵母CHOOCH3OHHCHOOCH3OHHCHOOCH3OHH外切葡聚糖酶Exoglucosidase內切葡聚糖酶Endoglucsidase纖維二糖水解酶Cellobiohydrolase纖維二糖酶CellobiaseCellulose纖維素CHOOCH3OHHCHOOCH3OHH16五碳糖代謝酵母五碳糖代謝酵母木糖還原 酶Xylose Reductase木糖醇脫氫酶Xylitol Dehydrogenase木酮糖激酶XylulokinaseCHOOCH3OHHCHOOCH3OHHH-C-C-OHH|H|H|H17基因工程酵母成功的要素基因工程酵母成功的要素基因源