科學(xué)家、工程師和發(fā)明家正在加緊研發(fā)先進(jìn)的木質(zhì)纖維素生物燃料。一些實(shí)例包括纖維素乙醇，生物柴油和合成天然氣。這可能會(huì)影響木屑顆粒行業(yè)。

        木質(zhì)纖維素生物燃料可以變得如此有價(jià)值，以至于它們的生產(chǎn)要消耗目前用作生產(chǎn)木屑顆粒原料的所有林業(yè)廢棄物？或者，除了用于供熱和發(fā)電之外，木屑顆粒可以成為木質(zhì)纖維素生物燃料的原料嗎？

        第一代生物燃料如乙醇和生物柴油是由糧食作物制成的。乙醇通常由甘蔗、玉米或小麥制成。制造過(guò)程相當(dāng)簡(jiǎn)單。用甘蔗的情況下，碾磨甘蔗，將糖汁發(fā)酵，然后蒸餾成乙醇。從玉米和小麥制造乙醇稍微復(fù)雜一些。將玉米和小麥研磨成淀粉，然后加水蒸煮，然后糖化發(fā)酵并蒸餾成乙醇。生物柴油是另一種第一代生物燃料。在加拿大，生物柴油通常由卡諾拉油制成，一種糧食作物?？ㄖZ拉油通過(guò)稱為酯交換反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生物柴油。

        第一代生物燃料存在嚴(yán)重的缺點(diǎn)：只有植物的一小部分用于制造燃料-即糖、淀粉或油-而其余部分被浪費(fèi)。使用糧食作物來(lái)制造燃料是有爭(zhēng)議的；溫室氣體減排不足；沒(méi)有足夠的耕地來(lái)生產(chǎn)足夠數(shù)量的第一代生物燃料，不利于替代化石汽油和柴油消耗。這是促使第二代或先進(jìn)生物燃料發(fā)展的原因。先進(jìn)的生物燃料使用非食品原料生產(chǎn)。使用整個(gè)植物，而不僅僅是糖，淀粉和油。先進(jìn)的生物燃料通常比第一代生物燃料更可持續(xù)，并產(chǎn)生更大的溫室氣體效益。

        木質(zhì)纖維素生物燃料是一種先進(jìn)的生物燃料。木質(zhì)纖維素生物燃料，顧名思義，由木質(zhì)素、纖維素和半纖維素制成。所有植物含有木質(zhì)素、纖維素和半纖維素。木質(zhì)纖維素生物燃料的典型原料可能包括甘蔗渣、秸稈、玉米芯和玉米秸稈、草、人工林作物如柳樹和楊樹，以及伐木和鋸木廠生產(chǎn)的林業(yè)廢棄物。

        將木質(zhì)纖維素原料轉(zhuǎn)化為生物燃料是很好理解的。然而，影響轉(zhuǎn)化所需的工程過(guò)程仍在開發(fā)中，預(yù)計(jì)在2020年之前不會(huì)廣泛商業(yè)化。一般來(lái)說(shuō)，木質(zhì)纖維素生物燃料是使用生物化學(xué)或熱化學(xué)轉(zhuǎn)化方法制備的。生化轉(zhuǎn)化用于制造纖維素乙醇。這個(gè)過(guò)程比轉(zhuǎn)化淀粉和糖的第一代過(guò)程要困難得多。使用木質(zhì)纖維素原料，植物細(xì)胞壁由復(fù)雜聚合物組成，復(fù)雜聚合物必須經(jīng)歷第一階段酸解，然后固液分離，并且在發(fā)酵和蒸餾成乙醇之前進(jìn)行第二階段的酸解。這種復(fù)雜性將使其超過(guò)第一代乙醇的生產(chǎn)成本。

        熱化學(xué)過(guò)程包括熱解和氣化。熱解的主要產(chǎn)物是生物油，可以精煉成運(yùn)輸燃料和其他化學(xué)品。問(wèn)題是，生物油是酸性的，含水量高，不穩(wěn)定。處理這些挑戰(zhàn)和凈化生物油的工程流程仍在開發(fā)中。氣化的主要產(chǎn)物為合成氣，可精制成氨、甲醇、合成天然氣，其他化學(xué)物質(zhì)，甚至噴氣燃料。通過(guò)氣化生產(chǎn)生物燃料的過(guò)程也在開發(fā)中。因此，在2030年之前，第二代生物燃料不太可能被廣泛部署。

        木屑顆粒將是木質(zhì)纖維素生物燃料非常需要的原料。與其他原料相比，木屑顆粒是同質(zhì)的；它們的灰分、水分、氯和氮含量都很低。它們廣泛可用，易于運(yùn)輸，并且存在可靠的木屑顆粒供應(yīng)鏈。如果生物燃料開發(fā)商選擇使用林業(yè)廢棄物而不是木屑顆粒作為原料的話，那么將顯著增加成本，來(lái)進(jìn)行已經(jīng)通過(guò)木屑顆粒生產(chǎn)過(guò)程完成的大量必要的預(yù)處理。

        然而，木質(zhì)纖維素生物燃料最終將必須與第一代生物燃料以及化石燃料爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額。雖然木質(zhì)纖維素生物燃料有優(yōu)越的溫室氣體效應(yīng)和可持續(xù)性認(rèn)證，但仍然需要具有合理的成本競(jìng)爭(zhēng)力?，F(xiàn)在顯然生產(chǎn)成本更高。這意味著要盡量減低原料成本帶來(lái)的巨大的壓力，所以用木屑顆?？赡芴F了。另一方面，生物燃料不可能與木屑顆粒競(jìng)爭(zhēng)以獲得林業(yè)廢棄物。

        目前，不像木質(zhì)纖維素生物燃料行業(yè)（還不存在）那樣，木屑顆粒機(jī)行業(yè)是有利可圖的。全球每年約消耗3000萬(wàn)噸木屑顆粒用于供熱和發(fā)電。年消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)。在可預(yù)見的將來(lái)，似乎不太可能將木質(zhì)纖維素生物燃料視為木屑顆粒的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。