欧洲生物质精炼的发展战略

多年来，欧盟各国作为生物质经济的积极倡导国，在生物基产业科技相关领域推出了相关的战略计划，来指导欧盟各国在生物基产业技术方面的协同发展。

图2-7 生物质精炼示意图^[17]

2.2.1.1 BRIDGE计划

2013年，欧盟委员会提出了“推动欧洲发展与增长的生物基可再生产业计划”（Biobased and Renewable Industries for Development and Growth in Europe，BRIDGE），旨在发展替代型和创新型的生物基产品，加速生物基产品的研发和市场化进程，并为欧洲争取新的经济增长和就业机会^[16]。

在BRIDGE计划中，新的生物质供应价值链用于满足综合性新的生物精炼工厂的原料需求，同时将现有生物精炼厂原料供应的多样化提升到一个新水平。生物质精炼技术价值链的设计如图2-8所示，即通过生物质精炼技术实现生物质原料（主要包括工业、农业和林业废弃物，以及生活垃圾）的高效和高值化利用，这不仅可以减少生物质精炼技术中原料来源的压力，而且促进了生物质资源的利用率。该计划的目标为高效可持续的开发具有竞争力的生物基产品，探索覆盖从生物质原料供应到生物精炼工厂、生物基材料、化学品和燃料等消费品的整个价值链的商业模型和综合经济体，并催生创新产品、新的解决方案和新生市场。建立利用生物质原料生产生物基材料、化学品和燃料的技术，并建设具备与化石能源竞争的旗舰生物精炼工厂^{[16，18，19]}。

2.2.1.2 BIOFOREVER计划

2016年9月，生物质产业联合组织（BBI JU）宣布将在14家欧洲公司中启动森林生物基产品的欧洲路线（BIOFOREVER）示范项目，目标是将木质生物质原料转化为化学品和其他具有高附加值的副产品，并致力于相关技术的工业化和价值链的商业化。该计划集中了欧洲最有潜力的技术和大量专业人员来解决新一代生物精炼工业所面临的各种问题。BIOFOREVER计划的主要实施方案为：(www.xing528.com)

图2-8 BRIDGE生物质精炼技术发展策略^[16]

①将木质生物质原料利用生物质精炼技术转换为丁醇、乙醇、2，5-呋喃二甲酸（FDCA）等基础化工原料，并评估该工业级新价值链的可行性；

②尝试不同的预处理和后转化技术，实现途径主要包括，通过探索并评估不同类型原料的可行性，为多条价值链筛选出最优的原料，并建立基于不同的预处理技术的生物质精炼过程，包括生物中间体如纤维素、C5/C6糖、木质素和腐殖质等的下游产品的加工方法，从而开发出从中间产物到丁醇、树脂酸、酶、维生素B₂和FDCA等生物基关键产品的转化途径；

③评估商业化规模生产技术的经济表现和商业化前景^[20]。

在BIOFOREVER计划中，建立和展示针对不同原料经过不同预处理技术而获得最终产品的技术方案，预处理工艺主要包括BALI ^TM工艺、AVAP工艺、温和的酸预处理和强酸预处理工艺。其中，BALI^TM工艺过程与其他工艺相比，只生产木质素和糖两种产品，而非另外几种预处理技术能生产的多种产品（纤维素纸浆、木质素基化学品、香草醛和生物乙醇）。在BALI ^TM工艺中，木质纤维素原料经亚硫酸盐预处理，使原料中的木质素溶解到预处理溶剂中，在整个工艺的早期阶段实现木质素与纤维素的分离，这是BALI ^TM工艺的独特特征；在清洗纸浆后，加入纤维素酶水解纸浆；水解完成后分离出残留的未水解的颗粒，水解产物可直接被应用于发酵，或进一步蒸发浓缩再利用。BALI ^TM水解液具有较高纯度和较少的发酵抑制因子，是发酵或化学转化的理想原材料。该水解液也可以与常规的第一代葡萄糖糖浆（例如DE95糖浆）以任意比例混合，而不会损失发酵活性。得到的粗木质素流中可能含有的糖，可通过发酵去除，然后再对木质素进行下一步的转化和利用^[20]。