1.2 生物质精炼的概念

1.2.1 生物质精炼的定义

生物质精炼是指将转换生物质的各种方法组合到一起，以生产出生物燃料、动能、热量并生产出增值的化学品的一系列技术。其许多观念与石油精炼近似，是一个系统的工程问题^[9，10]。

国际能源署对生物质精炼给出的定义是：持续地对生物质加工并生产出广谱的生物产品（食品、饲料、化学品、材料等）和生物能（生物燃料、动能或热量）^[11]。

美国可再生能源国家实验室将生物质精炼定义为：以生物质为原料（木质纤维原料、植物基淀粉、农业废弃物等），整合生物质转化的各种过程和设备，进行再资源化和增值化，生产燃料、动力和化学品的综合产业^[12]。

生物质精炼是生物转化技术和化学裂解技术的组合，可以高效地利用可再生植物资源，使之成为环境友好的可持续发展的工业门类。

生物质精炼技术是一种以木质纤维素可再生资源为主要原料，通过各种物理和化学及生物转化的方法，综合利用原料各组分和中间产物，实现以精炼生产液体燃料与大宗化工产品为目标的新型工业模式，是建立新型生物质产业最有希望的技术路线。

1.2.2 生物质精炼的主要特点

①资源高值化。生物质精炼的最大优势是充分利用生物质含有的众多组成成分及其中间产品，尽力做到“吃干榨尽”，在生产出多种产品的同时，从生物质原料中获得最大的附加值。例如，生物质精炼可生产出多种小容量的化学品或功能食品，又如生物质精炼能生产出大容量的交通运输用的燃料生物乙醇（酒精燃料）和生物柴油，并通过热电站技术，同时发电并供热。

②再生、清洁化。生物质精炼技术可最大化地利用生物质资源，将其转化为各种生物质产品和能源等，同时又不造成对环境的污染；既满足人们当前对化学品、材料和能源等方面的需求，又符合可持续发展的要求，生物质精炼技术可实现生物质能源、生物质材料、生物质化学品、生物质燃料与生物质之间的可持续循环，是一项高效率、低成本、绿色无污染的技术^[11]。

③产品多元化。生物质精炼的产品主要包括三个方面：生物质化学品（如乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、琥珀酸等），生物质材料[如聚乳酸（PLA）、聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）、尼龙工程塑料等]，生物质能源（如沼气、生物乙醇、生物柴油等）^[13]。

1.2.3 生物质精炼技术的发展历程

生物质精炼主要经历了三代技术的发展，分别为第一、第二和第三代生物质精炼技术。第一代和第二代精炼技术的区别主要是原料的不同：第一代生物质精炼技术以淀粉、糖和动植物油脂为原料，通过精炼来制备化学品和液体燃料。这种技术与人争粮、与粮争地，正在被逐步淘汰。第二代生物质精炼技术开始使用非粮食原料，主要以纤维素类生物质为原料，用于制备柠檬酸、乙醇、醋酸、乳酸等单一化工产品。相比于第二代，第三代生物质精炼技术的优势是可以同时生产出多种产品，走多元化产品发展道路，而不仅仅是一种产品^[14-15]。

总之，生物质精炼可最大化地利用生物质资源，生物质精炼技术可实现生物质能源、生物质材料、生物质化学品、生物质燃料与生物质之间的可持续循环，是一项高效率、低成本、绿色无污染的技术^[16]。