未来的能源之星——生物丁醇
节选自美国莱森特公司的咨询报告《生物丁醇：未来重要生物燃料 · 技术经济与市场评估》
第二代生物燃料（第二代生物燃料指的是摆脱利用玉米等粮食作物为原料转化为生物燃料的应用模式，以麦秆、
草和木材等农林废弃物为主要原料，采用生物纤维素转化为生物燃料的模式）目前包括纤维素乙醇、生物丁醇和混
合醇。生物丁醇克服了乙醇的诸多缺点，有良好的应用前景。
优势明显 应用前景广阔
丁醇分子量比乙醇高，因此，它具有较低蒸气压、较低水溶性和较高的能量密度，这些物理性质意味着生物丁
醇与乙醇相比有不可比拟的优势，主要体现在以下几个方面：生物丁醇可在供应链的任何一个环节进行混合，而不
致造成系统或原料方面的问题；如果生物丁醇发生泄漏，则它在地下水中的扩散有限；生物丁醇能以较高比例与汽
油混合，也可单独使用在所有汽油发动机中, 与乙醇汽油相比，生物丁醇可达到更长的车辆汽油里程；生物丁醇可
由石油管道输送，乙醇就不可以；生物丁醇更有利于保护生态环境，这是因为一些生物丁醇的生产方法比发酵提取
乙醇可获取更多的生物质燃料碳(发酵提取乙醇过程中约有一半的原料碳转变为二氧化碳)；生物丁醇的正丁醚衍生
物可用作柴油。
除了生物丁醇的固有优势之外，最重要的是生物丁醇可以与现有和未来的乙醇生产技术协同作用，因此可利用
现有乙醇生产技术来进行生产。
但是与所有燃料相同，生物丁醇并非没有缺点，其也有一些特性需要进行处理，例如毒性比乙醇大，以及水解
时会产生明显的恶臭。
就交通应用领域来说，生物乙醇作为汽油含氧添加剂和辛烷值添加剂，已在北美、欧洲等地试用。在巴西和美
国，生物乙醇已被用作主要的汽车燃料。而生物丁醇在全球燃料市场上仍然是一种有待于检验的汽车燃料。未来，
生物丁醇是否能够在重要的市场，例如欧洲、北美、巴西、中国、印度以及美洲和亚洲作为燃料使用还有待研究。
商业化生产技术尚待开发
可以用来生产生物丁醇的原料包括玉米、甘蔗、废弃生物质、人工种植生物质，特别是柳枝稷、木薯、其它粗
粮、甜菜、木材、废纤维素和农业废弃物。生物丁醇生产和乙醇生产的副产品包括干酒糟(DDGS)和湿酒糟(WDGS)。
从生产过程来看，生物丁醇主要由糖类发酵得来，糖类发酵(糖类可直接获取或者由淀粉制成)，生产的生物丁
醇与汽油以各种比例混合，糖类发酵主要包括：
●传统的ABE(丙酮、丁醇和乙醇)路线，该路线使用拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii），该路线得益于由
MBI等公司最近对其的改进，以及杜邦、英国石油（BP）和British Sugar公司的商业化计划。
●EEI公司的“双固定连续回收反应器”(DIRCM)生产技术，分别使用两个品种的梭状芽孢杆菌（Clostridium）
●英国Green Biologic公司利用嗜热菌种开发的“先进技术”
●利用矿物酸、酶等进行纤维素水解，然后使C5/C6糖类发酵生成生物丁醇的新兴技术
●利用Sangi公司的羟基磷灰石(HAP)催化剂使生物乙醇脱水生成丁醇的新兴技术
●使各种生物原料气化来生产合成气（syngas），以此生产生物丁醇。例如：采用Fischer-Tropsch合成技术的
Pearson技术公司和Syntec公司的气化路线，或者其它生产丁醇的高级醇催化路线
● 其它具有重大商业化潜力新技术。
背景链接
☆ 丁醇是重要的化工原料，大量用于生产邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯等。国内主要生
产企业有大庆石化、吉林石化、北京东方化工四厂等，近两年产能没有明显增加，市场供应缺口比较大。传统的丁
醇生产方法主要是以石化品丙烯为原料的丙烯羰基合成法。近年来随着石油资源的日益枯竭，丙烯原料价格大幅上
扬，以生物质为原料生产丁醇的发酵法工艺受到了广泛关注。
☆ 我国生物丁醇的产业化情况：我国曾经有多套生物丁醇发酵装置，但随着粮食的涨价和石化法的竞争，这
些装置大多停产，仅有华北制药等几家企业坚持生产，产品主要用作制药行业的溶剂或原料，部分出口。而国外的
一些发酵装置早在20世纪60年代就已经关闭。近些年国内外对于生物丁醇产业的关注开始升温。国内天冠集团和
中科院开展了丁醇发酵方面的合作，拟利用天冠在生物发酵方面的优势来发展生物丁醇；中科院微生物研究所与华
北制药合作建设3000t/a的生物丁醇试验生产装置；北京化工大学开发了生物丁醇新工艺并在华北制药进行了中试
试验。在国外，杜邦和BP公司签订了合作开发丁醇燃料的协议，拟在英国建立一座3万t/a的生物丁醇生产装置，
并与国内企业华北制药达成了生物丁醇供应协议。
☆ 据美国从事市场研究的BCC Research公司的最新研究报告显示，未来几年北美地区第一代液体生物燃料的
市场价值将以年均1.6%的速度减少，到2013年将从2008年时的371亿美元减少至343亿美元。报告还显示，未来
几年北美地区第二代液体生物燃料的市场价值将出现高速增长，从2008年时的200万美元增长至2013年时的3.08
亿美元。据BCC称，液体生物燃料发展最为重要的推动力量是高油价。自去年下半年以来国际油价的大幅下挫已经
严重影响到了生物燃料的发展。不过BCC仍然表示，国际油价将随着全球经济的复苏而出现反弹，届时生物燃料又
将增添发展动力。
（供稿：中国化工信息中心 晴朗）