秸稈等木質(zhì)纖維素在自然生態(tài)循環(huán)中無時無刻不在發(fā)生轉(zhuǎn)化利用過程,但在經(jīng)濟上是一個無效的循環(huán)過程。而從生態(tài)學、酶學和化學酸水解的角度看,在工藝原理上,秸稈等木質(zhì)纖維素也是不難降解成為小分子的,但一旦變成工業(yè)生產(chǎn),就會出現(xiàn)技術(shù)難以過關(guān)的問題。雖然原料易得且便宜,但至今未能實現(xiàn)用秸稈等木質(zhì)纖維素高效轉(zhuǎn)化的美好愿望,農(nóng)作物秸稈可以經(jīng)過秸稈顆粒機、秸稈壓塊機壓制成壓制成生物質(zhì)成型燃料,生物質(zhì)成型燃料又被稱為“秸稈煤”,“秸稈煤”是替代煤等化石能源最佳的選擇。由于西方國家大多實行耕地輪耕制,秸稈直接還田或直接燃燒,因此對于秸稈的利用技術(shù)研究較少,主要側(cè)重予木材及其廢棄物的轉(zhuǎn)化研究。我國針對秸稈先后開展了沼氣發(fā)酵和秸稈氣化。目前在沼氣發(fā)酵中,秸稈轉(zhuǎn)化率很低,而且嚴重影響產(chǎn)氣率,技術(shù)不穩(wěn)定,實際上主要依靠家畜糞便和高濃度有機廢棄物生產(chǎn)沼氣;而秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)產(chǎn)生的燃氣熱量低、焦油問題嚴重、投資大、運轉(zhuǎn)時間短、成本高,在國內(nèi)還主要依靠國家政策補貼進行推廣。另一方面,國內(nèi)對于秸稈的發(fā)酵乙醇和熱化學液化也開展了部分工作。在秸稈發(fā)酵乙醇方面,主要沿用木材處理或淀粉發(fā)酵乙醇技術(shù)路線,側(cè)重于酸水解或液體發(fā)酵纖維素酶“完全”水解纖維素為葡萄糖,進而發(fā)酵乙醇的思路。研究結(jié)果表明,昂貴的“完全”酸水解或酶水解難以實現(xiàn)完全利用秸稈中的木質(zhì)素、半纖維素和高結(jié)晶度纖維素的理想,致使生產(chǎn)成本高,難以適應(yīng)工業(yè)化要求。而秸稈直接熱解得到的液體產(chǎn)物中含有大量的酸類(如乙酸)產(chǎn)品,木材快速熱解則以醇類和酮類產(chǎn)品為主。這表明,秸稈中的高灰分含量以及半纖維素中較高的乙酰基影響了秸稈熱解過程產(chǎn)生液體產(chǎn)物的成分。
總之,目前秸稈等木質(zhì)纖維索資源高效轉(zhuǎn)化是一個世界性的科技難題,現(xiàn)有技術(shù)的投資和成本均較高,距大規(guī)模經(jīng)濟實用尚有相當大的距離,需要進一步從基礎(chǔ)研究開始尋找新的突破口。



