生物能源產業前景廣闊 　　生物能源是指綠色植物、藻類、細菌等通過光合作用，捕獲太陽能，經新陳代謝，儲存于生物物質中的化學量被人工方法重新提取、聚集、加工后獲得的新能源。它是一種可再生能源。隨著石油等不可再生能源日益走向枯竭，生物能源漸漸成為各國政府和企業重點發展的替代能源。例如，2006年1月，美國總統國情咨文指出，美國要在六年內讓生物乙醇成為與汽油并駕齊驅的車用燃料。德國計劃用生物能源完全替代核能，并最終替代不可再生能源。2005年，德國生物柴油消費量已超過120萬噸，是全球使用生物柴油最多的國家之一。巴西更是全球開發利用生物能源的典范。目前，生物能源在全球能源消費結構中約占13.6%，巴西則超過40%，該國僅生物乙醇的年消費量就已達110億升左右。 　　我國在生物能源領域已經有數十年的技術積累，總體技術實力居全球前三位，很多重大領域的技術實力居全球第一位，我國在該領域的產業化開發能力居全球前兩位。由于國際石油價格長期居高不下，而且我國中央和地方政府陸續出臺了強制推廣生物能源的政策，我國生物能源產業將迎來一個快速發展的新階段。目前，我國四川、安徽等地已經出現設計產能超10萬噸的大型生物能源工廠，其技術水平、制造能力居全球前列。 　　為了繼續提高我國生物能源技術的開發和產業化水平，我國科技部頒布了《863計劃生物和現代農業技術領域“生物能源技術開發與產業化”課題研究計劃》，號召全國企事業單位在燃料乙醇、生物柴油、沼氣技術、可移動農林廢棄物冷成型顆粒燃料加工設備、生物乙醇制取乙烯等五大領域開展創新研究。其中，燃料乙醇項目的指導性研究方向是：分別以淀粉質原料、糖質原料、木質纖維素類原料為基礎的燃料乙醇生產關鍵技術，燃料乙醇生產的關鍵共性支撐技術。生物柴油項目的指導性研究方向是：考察原料中酸值、脂肪酸分布和脂肪酸不飽和度對反應的影響，研究開發能適應多種品質原料的新型加工工藝，副產甘油的精制或深加工轉化技術；高活性固體催化劑的研制及規?；a技術；進行新工藝的中試研究，解決工藝放大出現的各種工程問題，并評估新工藝的技術經濟水平；可移動式生物柴油生產裝置及配套工藝的研究；2至5萬噸級工業示范生產裝置工藝包設計、建造和運行。隨著863計劃相關課題項目的深入開展，我國擁有自主知識產權的生物能源技術將大量增加。 　　我國生物能源專利技術分布 　　第一，用生物乙醇制備乙烯的技術。例如，01822680.9號文獻涉及一種含氧化合物轉化為烯烴產品的方法。它將分子篩催化劑與含氧化合物在含氧化合物轉化區進行接觸，使一部分含氧化合物轉化為烯烴產物；其次，它將催化劑與烯烴產物分離，并將一部分分出的催化劑送入再生器；再次，它將再生催化劑與選自甲醇、乙醇、1－丙醇、1－丁醇或它們的混合物的醇在醇接觸區進行接觸；最后，它將接觸過醇的催化劑從醇接觸區送到含氧化合物轉化區，從而制備乙烯、丙烯和丁烯。 　　第二，沼氣制備技術。例如，200510037108.9號文獻涉及一種綜合利用水葫蘆植株殘體生產沼氣的方法及裝置。其步驟包括：用除草劑對水葫蘆葉面進行噴霧，使水葫蘆根系腐爛，植株失水而散架，水葫蘆失水減重后，打撈收集水葫蘆植株殘體；將水葫蘆植株殘體置于浸泡池中與生活廢水混合并浸泡，通過雙剪切機將植株破碎，加入適量發酵劑，制得水葫蘆植株殘體發酵料；再將發酵料送到水葫蘆植株殘體發酵池進行厭氧發酵，生產沼氣。水葫蘆是一種典型的入侵生物，繁殖能力極強，嚴重威脅淡水生態安全。而且，水葫蘆不能做禽畜飼料，也不適合造紙，缺乏工農業應用價值。該技術可以變廢為寶，使水葫蘆變為重要的燃料來源。 　　第三，燃料乙醇制備技術。例如，02145503.1號文獻涉及一種燃料乙醇熱泵恒沸精餾工藝及裝置。它包含乙醇脫水塔、夾帶劑回收塔和酒精回收塔，三個塔的塔頂蒸汽加壓升溫后直接用作塔底再沸器的熱源，塔頂不需要冷凝器，也不需要鍋爐供熱系統以及循環泵等公用工程，整個物流系統全封閉操作。03127107.3號文獻涉及一種改良濕法生產燃料乙醇的工藝。200410034454.7號文獻涉及一種酒精及燃料乙醇專用糖化營養復合酶及其應用。200410094085.0號文獻涉及一種燃料乙醇生產方法。 　　第四，生物汽油的制備技術。例如，01138935.4號文獻涉及一種利用植物纖維制取丙烷液化氣和高辛烷值汽油的方法。它包括以下步驟：將植物纖維?如玉米秸稈、稻草、蘆葦等?通過真空干餾裂解反應生成一氧化碳和丙烷混合氣，采用PSA變壓吸附法將一氧化碳和丙烷混合氣體分離，分別生成、提純氫氣，對二氧化碳進行回收，制取丙烷液化氣，將上述步驟制成的CO、CO2、H2用ICI低壓法進行甲醇的合成，最后采用MTG法將甲醇制成汽油。 　　第五，微生物油的制備技術。例如，01814301.6號文獻涉及一種微生物油的分離工藝，例如，首先裂解微生物細胞的細胞壁以釋放出油；其次，從細胞壁碎片中分離油料。此外，03814383.6號文獻涉及一種包含多不飽和脂肪酸的微生物油的制備工藝。 　　第六，生物柴油發明。例如，01805562.1號文獻涉及一種包含生物柴油和表面活性劑的燃料組合物，其特征在于該表面活性劑包含一種鏈烷醇酰胺、烷氧基化的醇和烷氧基化的脂肪酸或其衍生物的混合物。02813303.X號文獻涉及一種生物柴油和費－托合成烴類調合油，還涉及一種用于壓燃式發動機燃料的調合組分以及調節烴類燃料密度的方法。 　　第七，生物柴油制備方法。例如，200410038292.4號文獻涉及一種固體酸、堿催化制備生物柴油的方法。其特征是在固體酸或固體堿催化劑存在的條件下，利用大豆油和甲醇的酯交換反應得到生物柴油。反應結束后先用離心機將催化劑從反應溶液中分離出去，然后靜置分層，上層為粗制產品，下層為甘油和甲醇的混合物。將上層粗酯水浴蒸餾后得生物柴油，下層水浴蒸餾后得純凈的甘油，蒸餾出的甲醇可再循環使用。200510036639.6號文獻涉及一種生物催化高酸值油脂進行酯交換反應生產生物柴油的方法。03114294.X號文獻涉及一種生物催化油脂轉酯生產生物柴油的方法。01107895.2號文獻涉及一種生物柴油的生產方法。它以酸化植物油、下水道油及回收煎炸油為原料，經酯化后，在真空條件下蒸出甲酯，在甲酯的蒸餾過程中加入適量的阻聚劑，阻止甲酯的進一步聚合反應，提高了甲酯的收率。在酯化反應后蒸餾過程中將餾出物冷卻到零攝氏度，過濾除去析出物后，所得液體即為生物柴油。200480007538.X號文獻涉及一種精制生物柴油的方法和裝置。200510073176.0號文獻涉及一種利用微藻油脂制備生物柴油的方法。 　　此外，200310117290.X號文獻涉及一種由植物油生產生物柴油的新方法。其特征在于：以植物油與小分子醇類為反應物、加入共溶劑，在超臨界條件下進行酯交換反應，把脂肪酸甘油酯轉化為脂肪酸小分子醇酯，即生物柴油。200510131852.5號文獻涉及一種用高酸值潲水油制備生物柴油的新工藝。其特征是：以廢棄的動植物油脂和小分子醇類為反應物，加入催化劑，在常壓下進行酯交換反應，把脂肪酸甘油酯轉化為脂肪酸小分子醇酯?即生物柴油?。其中，小分子醇動植物油的摩爾比為3至9比1，經5至7個小時反應后，即生產出生物柴油。200410013796.0號文獻涉及一種利用油菜籽發酵法制取生物柴油的生產工藝。它分為如下步驟：原材料預處理、菌種培養、中和，然后洗滌干燥分餾。利用該工藝，平均每噸油菜籽可制取245公斤生物柴油，且會產生10%的副產品——甘油和飼料酵母。200510123492.4號文獻涉及一種以高芥酸菜籽油為原料制備生物柴油及芥酸甲酯的應用。200610055167.3號文獻涉及一種微波法制備生物柴油的方法。200610055172.4號文獻涉及一種中溫低壓法制備生物柴油的方法。200510043766.9號文獻涉及一種以鹽生植物為原料制備生物柴油的方法。 　　第八，生物柴油催化劑、添加劑、穩定劑發明。例如，200510040898.6號文獻涉及一種生物柴油催化劑及利用該催化劑合成生物柴油的方法。03825109.4號文獻涉及一種提高生物柴油儲存穩定性的方法。98811315.5號文獻涉及一種生物柴油和生物燃料油的添加劑。 　　第九，生物油制備方法。例如，02145154.0號文獻涉及一種催化裂解精制生物油的方法。02111779.9號文獻涉及一種由生物質水解殘渣制備生物油的方法。200510033827.3號文獻涉及一種利用單糖、低聚糖及其糖醇生產液態生物能源的方法，包括以下步驟：以單糖、低聚糖及其糖醇為原料，添加甲醇和脫水劑及濃硫酸進行回流反應，使糖類醚化；在70至7攝氏度蒸餾，收集冷凝液；或者加入干燥的氫氧化鈣除去濃硫酸，過濾，收集濾液；獲得的冷凝液或者濾液即醚化的生物能源。 　　第十，裝置和設備發明。例如，200510009735.1號文獻涉及一種能夠熱解生物質燃料并聯產生物油、可燃氣、活性炭、熱能?蒸汽或熱水?的鍋爐。它由供料系統、外熱式熱解裝置、換熱式熱解裝置、鍋爐等組成。它的供料系統能夠將生物質燃料脫水、脫氣、升溫，使其能量密度達到最大值；外熱式熱解裝置能將制備后的燃料在高溫環境中快速熱解，產生熱解汽，換熱式熱解裝置利用外熱式熱解裝置產生的900℃高溫熱解汽在無氧的條件下熱解生物質材料，然后制造活性炭，可聯產或單產生物油、可燃氣、活性炭、熱能等。 　　此外，03825289.9號文獻涉及一種生物柴油的制造方法及制造裝置。200610024679.3號文獻涉及一種制造生物柴油的方法及裝置。它將一定量的脂肪酸、油酸、酸化油、地溝油的混合原料或其中之一，投放于反應罐內，并按5%－10%的比例加入甲醇，加溫攪拌調和15分鐘，再按5%－10%的比例加入正丁醇，0.1%的比例加入聚乙烯－醋酸乙烯酯，0.1%比例加入硝酸辛酯，0.05%比例加入烷基萘，加溫攪拌調和5分鐘；再按0.1%－0.2%的比例加入乙二胺和高堿值環烷酸鈣，加溫攪拌調和5分鐘即成生物柴油。其裝置由反應罐、高速攪拌裝置、操作平臺、支架和PLC控制系統組成。01134142.4號文獻涉及一種低成本無污染的生物質液化工藝及裝置。200510011104.3號文獻涉及一種汽爆秸稈發酵剩余物熱解制備液體燃料的方法及裝置。200410064280.9號文獻涉及一種車用生物柴油的生產裝置及其制造方法。生產裝置包括：反應器、第一閃蒸塔、加熱器、換熱器、第二閃蒸塔、沉降分離器、減壓蒸餾塔、中和水洗器，以及脫硫精制塔。其特征在于反應器分為第一段管式反應器和第二段管式反應器，并且，在第一段管式反應器與第二段管式反應器之間設有第一閃蒸塔和加熱器。200510057215.8號文獻涉及一種生物質熱解液化的工藝方法及其雙塔式裝置系統。 　　國外專利部署態勢值得借鑒 　　我國專利部署側重工藝方法，設備專利較少，生物能源產品專利極少，尤其具有較大產業覆蓋面、較強市場壟斷力的“石油生物”專利更加罕見。我國863等重大科研計劃也側重工藝、設備研究，沒有注重更加基礎的新產品、新用途和新石油生物研究。 　　例如，石油生物是經提純或發酵等加工后就可當做燃料油或石油產品的生物。目前，全球已經發現許多石油生物，主要是一些夾竹桃科、大戟科、菊科以及豆科植物，如油菜、蓖麻、小桐子、烏桕、大豆、花生等。另外，全球還有三百多種灌木、四百多種花卉屬于石油生物。除了植物，微生物也可成為石油生物。例如，日本科學家發現，一種淡水藻類屬于石油生物。它的二氧化碳吸收率高，生物燃料提取能力強。其大約兩克重的藻塊在十天內就可生長到十克，其中約含五克生物燃料。原則上，這些科研成果都可獲得專利保護。 　　除了新發現的生物產品用途、新分離和純化的生物本身，經過品種選育和品質優化的石油生物本身也可以申請專利。目前，西方國家正在對已發現的四十多種石油生物進行品種選育和品質優化工作，并積極搶注專利。例如，公開號為JP2006055127的文獻涉及一種培養微生物的方法和設備，用相關方法制備的微生物，以及用該微生物生產氫燃料的方法。實際上，未來使用的石油生物很可能局限于效率較高的少數選育生物。獲得相關生物本身的專利，這對提升我國產業的全球專利競爭力非常重要。不過，我國當事人尚未注意部署此類基礎專利。在863計劃中，我國也沒有開展相關研究。 　　除此之外，一些轉基因生物也可用于提高生物能源的生產效率，具有廣闊的產業前景。例如，公開號為NZ506792的文獻涉及一種基因片段和轉入該片段的微生物。本發明的基因片段能促進β－葡萄糖苷酶的合成，進而提高燃料乙醇的產量。這樣，作為生物工廠，新的轉基因生物能大大提高燃料乙醇的產量。經深入檢索發現，西方國家非常重視此類轉基因技術的專利部署，專利保護范圍涉及核苷酸分子、載體、細胞、生物本身等。從現有的石油生物中釣取和克隆有用的基因，并搶先部署專利網，這對我國相關產業的發展也非常重要。 　　再則，國外還出現了不少專利文獻，用于保護生物燃料電池、生物燃料本身等基礎發明。例如，公開號為JP2006085911的文獻涉及一種通用生物燃料電池。公開號為UA68591的文獻涉及一種生物燃料混合物。相比之下，我國當事人公開的相關專利文獻極少。 　　總之，為了提高我國科研規劃的效率和水平，為了防止企業開展一些重復、低級、缺乏市場前途、缺乏技術和商業競爭力的科研活動，更為了提高我國科研人員借鑒、吸收、規避、超越國外專利技術成果的能力，我國政府和企業都要在生物能源領域開展大量的專利技術情報檢索、分析工作，制作高質量的專利作戰圖。根據專利地圖，我國相關行業的骨干企業要快速構筑專利壁壘，爭取用數百、數千篇專利獲得穩固的技術和商業競爭優勢。