如何利用秸秆造酒精

利用纤维质原料生产燃料乙醇的实现意义是：纤维乙醇，是用秸秆、农作物壳皮茎秆、树叶、落叶、林业边角余料和城乡有机垃圾等纤维为原料生产的燃料乙醇，可加入汽油中的品质改善剂、增氧剂，可作为一种优良的燃油品质改善剂被广泛使用。

在适宜的营养(特别是氮素)、温度、湿度、通气量和pH值条件下，通过微生物的繁衍，使秸秆分解，把碳、氮、磷、钾和硫等分解矿化或形成为简单的有机物和腐殖质的过程。秸秆中纤维素、半纤维素占极大的比例，纤维素是葡萄糖的聚合物，由于结构特殊，因此有抵抗各种氧化剂的能力，只能被浓酸水解。微生物和对纤维素的作用，完全取决于微生物的功能和分解条件。纤维素的分解分两个阶段。第一阶段是在微生物分泌的纤维素酶的作用下水解，生成纤维糊精、纤维二糖，在纤维二糖酶的作用下生成葡萄糖。第二阶段是水解产物的发酵过程。第二阶段好气微生物和厌气微生物的发酵产物有所不同。好气纤维分解菌能将纤维素完全分解，只产生CO2、一些粘液物质、色素和大量微生物细胞物质，30％～40％分解的纤维素可以转变成纤维素分解菌的细胞物质；嫌气性纤维分解菌则发酵成各种有机酸(醋酸、丙酸、丁酸、蚁酸、乳酸和琥珀酸等)、醇类、二氧化碳和氢气。 木质素是复杂的植物物质，是具有某些侧链的苯环结构，很难分解。一些细菌和高等真菌能把木质素的侧链及芳香环氧化，进而裂解木质素。在堆肥中有相当数量的木质素形成腐殖质，它是植物营养的储存库，也是土壤肥力的基础。 半纤维素包括多种化合物，有多缩醣醛和多缩糖醛酸。在微生物的作用下，多糖水解成简单的单糖类(C6H12O6、C5H10O5)，多缩糖醛酸水解成糖醛酸或醣醛酸糖酸和糖的混合物。主要被真菌和细菌所分解。半纤维素也是微生物细胞物质(荚膜)的重要组成部分。

作物的秸秆的主要成份是纤维素、半纤维素和木质素。可以分解利用秸秆的微生物种类很多，在自然界中广泛分布和存在。主要种类如下。

①能分解纤维素的细菌芽胞杆菌属

(Bacillus)、类芽胞杆菌(Paenibacillus)、假单胞菌属(Pseudomones)、弧菌属(Vibrio)，微球菌属(Micrococcus)、链球菌属(Streptococcus)、梭菌属(Clostridium)、原粘杆菌属(Promyxobecterium)、纤维粘菌属(Cytophaga)，生胞噬纤维菌属(Sporocytophage)、堆囊菌属(Sorangium)、螺旋体属(Spirochaeta)等等。最值得注意的是这些种类中的嗜热和耐热的种群。

②能分纤维素和半纤维素的真菌木霉属

(Trichoderma)、曲霉属(Aspergillus)、青霉(Penicillium)、分枝孢属(Sporotrichum)、轮枝孢霉(Verticillium)、镰刀菌属(Fusarium)、根霉(Rhizopus)等。

③能分解纤维素的放线菌分枝杆菌

(Mycobacterium)、诺卡氏菌(Nocardia)、小单孢菌(Micromonospora)、链霉菌属(Strepto-myces)等等。

④氧化木质素的微生物有洋蘑菇

(Psalliota)、鬼伞菌(Coprinus)、茯苓(Poria)、多孔菌属(Polyporus)、伞菌属(Agaricus)、糙皮侧耳(Pleurotus ostrcatus)、韧皮菌属(Sthreum)等等。

C

试题分析：A、纤维素中主要含有碳、氢、氧元素，不含有氮元素．故A说法不正确； B、淀粉遇到碘水变蓝，故B说法不正确； C、在汽油中掺入一定比例的乙醇，可以代替一部分汽油，可适当缓解石油的紧缺，故C说法正确； D、草油”是利用草本植物提炼出来，但不属于石油．故D说法不正确． 故选C． 点评：本题主要考查纤维素、淀粉、乙醇的有关性质，可以根据所学知识来回答，难度不大．

1/ 在乙醇燃料应用领域，巴西处于绝对领先的地位，它的广泛应用不仅使巴西不再需要进口石油，甚至改变了巴西的经济结构。巴西的经验给很多国家带来了众多启示，特别是美国的一些风险投资开始深入研究乙醇燃料的未来真正价值，他们通过论证多种模型试图否定乙醇燃料，并将乙醇燃料同多种绿色能源进行比较，但其结果却令专家大吃一惊。他们研究发现，乙醇燃料将会最终取代汽油成为未来燃料。

或许很多人还不知道，乙醇可以替代汽油成为汽车的燃料。实际上，世界上已经有超过500万辆汽车使用乙醇作为燃料，这些乙醇燃料汽车不仅比使用汽油作燃料的汽车更经济，而且几乎不会向环境排放有害的温室气体。随着国际原油价格扶摇直上和氢能经济的遥遥无期，经济学家预测未来只有乙醇才会真正替代汽油成为人类赖以生存的绿色燃料。

技术、资金和政策已经成熟

2005年，美国能源部公布了一个预测数字：他们认为到2030年，美国汽车燃料消费结构中，30%将是乙醇燃料。但实际上专家认为我们可能并不需要等那么久，因为很多人已经认识到乙醇将是未来一种革命性的燃料。在美国，从风险投资到华尔街商人，从汽车生产厂商、环境学家到农场主已经不再谈论乙醇能否替代汽油，而是悄悄地行动起来，大量的资金开始流向生物提炼厂，汽车引擎也被改装成可以燃烧乙醇和汽油的混合引擎，大量的研究经费被投入到科研机构以使乙醇生产成本更低。专家预测，未来5年，伴随着国际原油价格的不断攀升，乙醇将在世界上成为一种主要的能源解决方案，他们坚信，随着技术的不断进步，在不增加耕地面积和不改变人们的膳食结构的条件下，利用纤维素做主要原料所生产的乙醇完全能够取代石油满足目前人类的能源需求。

尽管还有很多人认为氢能会最终替代化石燃料，但是实际上氢能经济还很遥远。从氢的制造到运输，从氢加气站到使用氢气作能源的汽车，这些投资加起来需要上万亿美元的投入，而乙醇燃料则是一种更现实的实现方式。目前的加油站只需做少许改动就可以加乙醇燃料，这些乙醇燃料含85%的乙醇和15%的汽油，每辆汽车只需花200美元的改装费就可以使用乙醇汽油。在巴西，3/4新车既可以使用乙醇又可以使用汽油作为燃料，由于大量乙醇燃料的使用，巴西已经彻底摆脱了需要石油进口的尴尬局面。

正是看中了乙醇燃料的广阔前景，巨额资金正在投向乙醇燃料行业。ADM公司是美国最大的乙醇生产厂商，每年生产超过10亿加仑的乙醇，去年9月份，该公司宣布将扩大生产能力50%，也就是每年将生产15亿加仑的乙醇。另一家包括比尔盖茨在内的风险投资则计划投资26亿美元建造生产乙醇燃料的工厂，仅此一项投资将增加美国乙醇生产能力40%。一些汽车厂商和石油公司也不甘寂寞，福特汽车公司开始推动乙醇燃料加油站的改造，壳牌公司则在加拿大建造世界上第一个大规模使用纤维素为原料生产乙醇的工厂。埃克森美孚资助斯坦福大学1亿美元用于新型能源的研究，目前已经取得收效。

然而最大的支持者还是美国政府，美国政府规定，乙醇生产厂家每生产1加仑乙醇就可以享受税款51%的退税优惠，仅此一项，乙醇生产厂家5年内就可以增加70亿美元的收入，这将大大刺激生产厂家的积极性，也会大大降低乙醇燃料的生产成本，推动乙醇燃料迅速推广。

乙醇燃料在巴西大行其道

在乙醇燃料应用领域巴西处于绝对领先的地位。巴西是世界上最适宜种植甘蔗的地区之一，甘蔗又是制造乙醇燃料的最好原料，由于具备这一天然的优势，巴西在乙醇燃料的研制和应用上遥遥领先其他国家。与需要长途运输的原油相比，乙醇燃料的生产工厂就建在富产甘蔗的农场旁边，而生产乙醇燃料后的工厂垃圾则直接进行焚烧发电，所发电力直接并入电网。不仅如此，由于巴西多年强力推广乙醇燃料的应用，全国每一个加油站都可以添加乙醇燃料，反过来又带动了乙醇燃料的消费。由于巴西的独特特点，从2002年开始，福特、大众等一些汽车生产厂家尝试推广双燃料汽车，这种汽车既可以使用普通的汽油作为燃料，还可以使用乙醇燃料。这种车一经推出，立刻受到巴西民众的欢迎。2003年和2004年，巴西生产的乙醇燃料比汽油便宜45%，这极大促进了双燃料汽车的销售，2003年双燃料汽车还只占市场总销量的6%，汽车生产厂家预计2005年双燃料汽车的销售量会达到30%，但实际情况却让专家大跌眼镜，2005年的新车销售中，双燃料汽车的比例高达73%，目前巴西在路上行驶的汽车中有130万辆是双燃料汽车。

乙醇燃料的迅速应用改变了巴西的经济结构，由于巴西不再需要进口石油，光这一项费用就为国家节约690亿美元的外汇，这些资金留在巴西国内，使一些农村因种植甘蔗而迅速致富。目前，巴西已经在东南部地区建造了250个乙醇燃料生产工厂，还有50个工厂正在建造当中。

乙醇燃料将是绿色能源的最终出路

巴西的经验给很多国家带来了众多启示，特别是美国的一些风险投资开始深入研究乙醇燃料的未来真正价值，他们通过论证多种模型试图否定乙醇燃料，并将乙醇燃料同多种绿色能源进行比较，其结果令专家大吃一惊，他们的研究发现乙醇燃料将会最终取代汽油成为未来燃料，这个现实不仅会在美国实现，而且在很多国家都会实现。

然而即使是最专业的风险投资也不会认为我们在近期内能够彻底抛弃汽油，以石油为基础的产业链实在太有效了，它已经深入到了我们生活的各个层面，换句话说，我们很难摆脱对石油的依赖。另一方面，很多人还对通过谷物进行发酵获得的乙醇是否足够满足人类对燃料的需求表示怀疑，很多人担心，以谷物为原料大量生产乙醇将会改变人类的膳食结构，有些批评家认为从谷物中获取乙醇将消耗更多的能量。美国能源部的最终报告使所有争吵者平静了下来，美国政府认为：就关键能源和对环境的正面影响，通过谷物生产的乙醇明显领先通过石油生产的燃料，而未来通过纤维素生产的乙醇则会做的更好。

通过纤维素生产的乙醇使用秸秆、草皮和树皮，这些纤维素人类并不能食用，根本就不会威胁人类的食物供应。研究人员通过使用特定的酶将纤维素进行分解获得简单的糖类物质，再把这些糖类物质转化成能量使用。纤维素在自然界是大量存在的，通过纤维素所获的乙醇是非常洁净的，可以和汽油一样有效驱动汽车行驶，更重要的一个原因，我们不再需要重新发明汽车，这将使我们的汽车工业继续发展下去，不会造成巨大的浪费。目前，可以消化纤维素的酶已经可以在工业上大量应用，像汰渍洗衣粉中就添加了可以分解纤维素的酶，这样洗出来的衣物更加干净。专家估计，酶已经使纤维素乙醇的成本从5年前的5美元/加仑降低到0.2美元/加仑，现在生产乙醇的工厂需要做的唯一工作是摸索出大规模生产的经验。

光靠企业的努力是远远不够的，政府在新能源的推广上力量非同小可。为加快乙醇燃料的迅速应用，美国政府要求到2013年纤维素乙醇燃料的年使用量要达到2.5亿加仑。除此之外，专家们还建议美国政府消除高达54%的从巴西进口乙醇汽油的关税，由于甘蔗更适合制造乙醇，因此巴西生产的乙醇燃料更便宜。降低关税将使更多的人能够使用乙醇燃料，同时会促使更多的加油站进行改造，以供应乙醇燃料，进一步促进乙醇燃料的大量应用。很多专家还认为，一些石油公司巨头还应加大绿色能源的投资力度，壳牌公司仅在俄罗斯的投入就高达200亿美元，而绿色能源的投入与之相比就显得小巫见大巫了。

当然，乙醇燃料从理想到现实不会一蹴而就，巴西历经数十年在国际原油价格还没有居高不下的情况下就开始应用乙醇燃料，才取得现在的成就。专家提示：越早开始推广乙醇燃料，就会越快从依赖石油的泥潭中解脱出来，国际原油价格再也不可能回到每桶20美元的价格，随着世界新兴市场的崛起，能源危机将会越来越严重，乙醇燃料正在表现出唯一可以替代石油制品的独特魅力。

2/山东禹城龙力生物科技有限公司利用现代生物技术酶解工业纤维废渣生产生物乙醇项目获省发改委批复立项，项目总投资16211万元，年产生物乙醇5万吨，这是山东省首个获得批复的纤维素乙醇项目

年40万吨燃料乙醇改扩建项目是吉林燃料乙醇有限公司实施的一项重大技改工程。随着吉林、辽宁两省车用乙醇汽油的大力推广，燃料乙醇产品销量稳步攀升。

3/国家发改委工业司,生物燃料乙醇及车用乙醇汽油"十一五"发展专项规划》和《生物燃料乙醇产业发展政策》

4/如何从稻草中获取乙醇

在加拿大渥太华，世界上第一个大规模生产纤维素乙醇的实验工厂正在进行最后的调试，在图示中，1000磅的稻草首先要经过步骤1变成蓬松状态，然后经过步骤2进行粉碎后进入“蒸汽爆破”程序（步骤3），这一步骤使稻草变成十分微小的碎片，随后添加纤维素酶（步骤4）将这些碎片转变成糖类物质（这个过程需要数天时间），这些糖类物质经过传统发酵程序（步骤5）再经过蒸馏（步骤六）成为高纯度乙醇，这些乙醇通过添加汽油（步骤7）就可变成35至40加仑可以供双燃料汽车（步骤8）使用的乙醇燃料。

5/好