所属领域

绿色低碳能源

技术成熟度

产业化

应用行业

节能环保

合作方式

技术开发、技术合作

成果概况

创建了多基因编辑新方法，构建了酵母、梭菌、木霉等新菌株；生物乙醇及丁醇等短链醇类产物浓度达报道最高，发酵水耗节省30%以上；纤维素酶生产强度达340 FPU/L/h，性能与丹麦诺维信公司相当；研发了尾气气提循环的发酵集成技术，突破工艺能效低的瓶颈，菌株和工艺用于生物能源、菌剂、饲料、肥料生产及工业污水处理。开发了沼气/生物天然气和生物有机肥联产、提质新技术。开发了木霉预处理、发酵尾气循环和梭菌利用二氧化碳的甲烷发酵增产新技术，甲烷含量增至65-70%；研发的菌剂制备生物肥技术，实现了百万立方沼气/生物天然气和万吨级生物肥联产提质增产。 开发了乙醇联产干全酒糟（DDGS）饲料节能、绿色生产技术。建立了超高浓度发酵技术、多参数代谢通量模型和在线分析方法，乙醇发酵浓度达16.8% (v/v)，实现了乙醇和DDGS饲料联产提质，整体技术鉴定为“国际领先水平”。研究成果获2022年中国商业联合会全国商业科技进步奖特等奖、2021年辽宁省科学技术进步奖一等奖、2021年中国可再生能源学会科学技术奖一等奖、第48届日内瓦国际发明展金奖、2022年大连市科学技术进步奖二等奖等省部级奖励。

关键技术

针对废弃生物质如何高效资源化利用、提升菌株催化效率和绿色化生产水平的难题，本项目以菌株基因工程选育和技术开发集成为核心，以生物质高效能源化资源化利用为目的，在系统认知菌株生理代谢机理的基础上，开发了高效构建选育工业菌株的新方法，发现了精准调控菌株发育和代谢的新机制，研发了环境适应强、发酵性能好的多株工业菌株及发酵集成技术，在菌株-工艺-生产等方面取得了实质性突破，建立了服务于养殖、种植和加工为一体的生物循环利用技术，实现原料分级利用的生物质能源绿色化多联产生产，并产业示范。

应用领域和市场前景

首先，本成果中的生物质利用关键技术，有效提升了企业盈利能力，经济和社会效益显著，本成果技术中乙醇发酵浓度16.8% (v/v)，远高于国内企业13%-15%和美国Vogelbusch公司，与国际全球领先的乙醇生产企业相当，综合乙醇浓度、水耗、蒸汽消耗和综合能耗这四个最关键指标，优于全球领先的生物乙醇生产企业Vogelbusch和ICM公司，具有国际领先水平。其次，我国发展沼气/生物天然气工程主要考虑废弃物处理，减少污染排放，解决我国农村能源和增收问题。本技术成果中发酵生产甲烷含量65-70%，突破了行业水平，减少了二氧化碳气体排放，沼气容积生产速率达到>1.8 m3/m3/天，比其他企业高20%以上；研发的生物菌剂及微生态制剂，有效活菌数≥100亿/克，降解效率提高2-3倍，均高于国内外行业水平，整体技术优于国内及德国同类工程技术。本成果技术应用后可实现折合减排二氧化碳约300万吨/年，具有显著的社会效益，优于美德日等企业的同类产品和技术，生物乙醇等产品服务国家抗疫、出口韩国，为我国“双碳”减排做出了重要贡献。