近日，美國(guó)能源部（DOE）相繼宣布多個(gè)項(xiàng)目共投入超1.4億美元支持生物質(zhì)能技術(shù)研發(fā)，具體項(xiàng)目如下：

　　一、生物質(zhì)精煉技術(shù)研發(fā)

　　DOE宣布投入1.18億美元支持118個(gè)項(xiàng)目[1]，以推進(jìn)生物質(zhì)精煉廠的發(fā)展，生產(chǎn)低排放可持續(xù)燃料。具體資助項(xiàng)目信息如下：

　　1、綜合生物質(zhì)精煉廠的預(yù)試點(diǎn)項(xiàng)目

　　該領(lǐng)域共計(jì)資助9個(gè)項(xiàng)目，包括：①藻類噴氣燃料和聚氨酯單體的中試生產(chǎn)，將開(kāi)發(fā)一種精煉工藝，從生物質(zhì)中提取粗制海藻油，利用差異化沉淀分離飽和和不飽和脂肪酸，進(jìn)而生產(chǎn)可再生航空燃料和符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的聚氨酯產(chǎn)品；②利用氣化木廢料得到的萜烯生產(chǎn)可再生的可持續(xù)航空燃料；③將林業(yè)殘留物和其他木質(zhì)纖維素生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可再生柴油、可持續(xù)航空燃料、汽油和船用燃料；④將直接空氣碳捕集系統(tǒng)獲得的CO2用于培養(yǎng)藻類，并將該技術(shù)擴(kuò)大至英畝級(jí)流道中；⑤開(kāi)發(fā)和示范一種創(chuàng)新的微藻和生物燃料生產(chǎn)工藝，使用直接空氣碳捕集和附著藻類流道（AAFW）技術(shù)；⑥通過(guò)催化快速熱解（CFP）、生物原油中間物提質(zhì)技術(shù)將預(yù)處理玉米秸稈轉(zhuǎn)化為可持續(xù)航空燃料；⑦在混合催化生物精煉（HCB）架構(gòu)中建立并示范規(guī)?；墓踩軇┰鰪?qiáng)木質(zhì)纖維素分餾（CELF）預(yù)處理和木質(zhì)素分餾裝置，生產(chǎn)用于合成可再生航空燃料和船用燃料的高品質(zhì)木質(zhì)素中間體，并采集關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)；⑧在加壓流化床氣化爐中生物質(zhì)生產(chǎn)合成氣，通過(guò)合成氣發(fā)酵生產(chǎn)可持續(xù)航空燃料，轉(zhuǎn)化率超過(guò)50%，與石油基燃料相比減少70%的溫室氣體排放；⑨基于藻類生產(chǎn)可持續(xù)航空燃料的試點(diǎn)前驗(yàn)證。

　　2、綜合生物質(zhì)精煉廠的試點(diǎn)項(xiàng)目

　　該領(lǐng)域共計(jì)資助2個(gè)項(xiàng)目，包括：①利用林業(yè)殘留物分布式生產(chǎn)乙醇和可改良土壤的生物炭，包括一個(gè)低成本、易操作的鼓風(fēng)式氣化爐以及朗澤科技公司的第二代生物反應(yīng)器；②將水熱液化與超臨界水氧化技術(shù)結(jié)合，將城市污水污泥轉(zhuǎn)化為生物原油，再提質(zhì)為可持續(xù)的船用柴油和航空燃料。

　　3、綜合生物質(zhì)精煉廠的示范項(xiàng)目

　　該領(lǐng)域共計(jì)資助2個(gè)項(xiàng)目：①榿木生物原油制備可持續(xù)航空燃料，在美國(guó)東南部建立首個(gè)示范設(shè)施，其額定處理能力為每天處理120噸森林殘留物，每年生產(chǎn)300萬(wàn)加侖液態(tài)烴類生物燃料；②建設(shè)和運(yùn)營(yíng)一個(gè)利用生物質(zhì)和纖維素生產(chǎn)可持續(xù)航空燃料和可再生柴油的集成示范工廠，并可生產(chǎn)第二代纖維素糖和納米纖維素橡膠母料等副產(chǎn)品。

　　4、第一代玉米乙醇減排項(xiàng)目

　　該領(lǐng)域共計(jì)資助4個(gè)項(xiàng)目：①生物質(zhì)精煉廠減排技術(shù)驗(yàn)證，包括可再生合成氣的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)、風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電/利用、利用先進(jìn)的作物管理制度和減少化肥使用來(lái)減少農(nóng)場(chǎng)排放；②評(píng)估使用釀酒殘留物和玉米秸稈制備沼氣（厭氧消化）技術(shù)的可行性，提供綜合分析，以擴(kuò)大沼氣技術(shù)與玉米乙醇生產(chǎn)的規(guī)模；③利用發(fā)酵CO2氣體合成乙醇，將在生物質(zhì)精煉廠調(diào)試和運(yùn)營(yíng)朗澤科技公司的撬裝式氣體發(fā)酵試驗(yàn)裝置，利用CO2和低碳?xì)錃馍a(chǎn)低碳乙醇：④利用電化學(xué)工藝將生物乙醇生產(chǎn)中排放的CO2轉(zhuǎn)化為增值塑料，并進(jìn)行可行性研究。

　　二、生物燃料和生物制品

　　DOE生物能源技術(shù)辦公室（BETO）宣布將撥款2550萬(wàn)美元[2]，用于可持續(xù)利用國(guó)內(nèi)生物質(zhì)和廢物資源，如農(nóng)業(yè)殘留物和藻類，以生產(chǎn)低碳生物燃料和生物制品。“降低農(nóng)業(yè)碳強(qiáng)度和保護(hù)藻類作物”將資助兩個(gè)主題領(lǐng)域改善可持續(xù)生物質(zhì)原料的生產(chǎn)，主要包括：

　　1、低碳強(qiáng)度原料的氣候智能型農(nóng)業(yè)（3~4個(gè)項(xiàng)目，共資助1550萬(wàn)美元）

　　該主題的目標(biāo)是評(píng)估氣候智能型農(nóng)業(yè)實(shí)踐的效用，降低生物燃料制備的碳強(qiáng)度。BETO預(yù)測(cè)，每年可利用農(nóng)業(yè)殘留物生產(chǎn)60多億加侖生物燃料。近期的研發(fā)需求主要包括兩個(gè)子主題領(lǐng)域：

　　（1）利用農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)低氯原料的氣候智能型農(nóng)業(yè)

　　該子主題領(lǐng)域的重點(diǎn)是評(píng)估氣候智能型農(nóng)業(yè)在降低用于生物燃料生產(chǎn)的碳強(qiáng)度方面的效力，項(xiàng)目側(cè)重于優(yōu)化農(nóng)業(yè)殘留物的數(shù)量和/或質(zhì)量，預(yù)期技術(shù)包括但不限于：①實(shí)施氣候智能型農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)殘留物的收獲、收集和儲(chǔ)存效率，與傳統(tǒng)方法相比，降低原料生產(chǎn)周期的碳強(qiáng)度；②開(kāi)發(fā)模型用于評(píng)估收獲和收集農(nóng)業(yè)殘留物的氣候智能型農(nóng)業(yè)的效益，為保持土壤碳水平和盡量減少溫室氣體排放（包括一氧化二氮）提供框架；③從土壤碳水平和溫室氣體的角度闡釋使用土壤改良劑對(duì)農(nóng)業(yè)殘留物數(shù)量和質(zhì)量的影響。

　　（2）提高土壤固碳水平和能源作物農(nóng)業(yè)效益的生物炭策略

　　該子主題領(lǐng)域致力于開(kāi)發(fā)新的工具、技術(shù)、模型和策略，以確定生物炭應(yīng)用產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)效益。重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)方法包括但不限于：①在多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行研究，了解不同類型的生物炭在不同土壤和環(huán)境中的農(nóng)業(yè)和土壤碳效益；②展示和部署多種工具（包括模型）和方法，以量化不同生物炭施用制度下的土壤固碳量；③對(duì)這些項(xiàng)目中使用各種材料（如木質(zhì)生物質(zhì)、污泥、草本生物質(zhì)、城市固體廢物流）生產(chǎn)的生物炭進(jìn)行特性描述，以確定能夠在不同土壤類型中長(zhǎng)期封存碳的關(guān)鍵特性。

　　2、藻類作物保護(hù)（4~5個(gè)項(xiàng)目，共資助1000萬(wàn)美元）

　　該子主題領(lǐng)域著重于開(kāi)發(fā)農(nóng)作物保護(hù)藻類培養(yǎng)系統(tǒng)的方法和策略，開(kāi)發(fā)藻類作物保護(hù)策略的潛在方法包括但不限于：①通過(guò)定向進(jìn)化、基因改造或者育種開(kāi)發(fā)抗蟲(chóng)害菌株；②確定感染的遺傳標(biāo)記，并將其作為成功緩解蟲(chóng)害戰(zhàn)略的目標(biāo)；③改變池塘培養(yǎng)基的組成、減少培養(yǎng)時(shí)間或者使用添加劑等來(lái)減輕蟲(chóng)害；④開(kāi)發(fā)機(jī)械方法來(lái)保護(hù)作物，如清除或有選擇地消滅害蟲(chóng)等；⑤合理配置混養(yǎng)系統(tǒng)，提高藻類養(yǎng)殖的穩(wěn)定性、適應(yīng)性和效益；⑥水/介質(zhì)的回收/再利用以及與作物保護(hù)有關(guān)的回收策略；⑦將多種作物保護(hù)方法整合成一個(gè)成功的栽培策略，類似農(nóng)業(yè)中的綜合蟲(chóng)害管理。