生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。秸秆通过热解液化制成的棕褐色、黏稠的生物油点燃后，红色的火焰火光四射，热浪灼人。通过木屑、稻壳、玉米秸秆和棉花秸秆等多种原料进行的热解液化试验表明，木屑产油率达60％以上，秸秆产油率达50％以上，生物油热值达到16-18兆焦/千克。

生物质在完全缺氧情况下通过快速加热和快速冷凝可以转化为一种称为生物油的初级液体燃料，产油率可达50％-60％以上，副产物焦炭和可燃气燃烧后可为热解提供热源。制成的生物油，可作为燃料直接在燃油锅炉和工业窑炉中燃烧使用，精制提炼后可作为汽车燃料使用，还可以分离提取高附加值的化学产品，不仅能够增加农民收入和变废为宝，还可以解决农民焚烧造成的环境污染问题。

由于秸秆中含有纤维素和半纤维素等成分，因此可以通过一定的方法如物理、化学或生物学方法进行处理，使其转化为可燃性的液体燃料（醇类、可燃性油）或其他化工原料进而使用，即为秸秆液化。

根据秸秆液化方式的不同，主要分为直接液化、高温高压液化。根据液化目的不同，秸秆直接液化有两种方式：一类是反应产物保留植物纤维原料的大分子结构，主要目的是制备天然高分子材料；另一类是破坏原料的大分子结构，将植物纤维原料转化成小分子后再加以利用，如生产乙醇等。应用最多的为后一种，由秸秆生产乙醇主要包括预处理、水解和发酵三大步骤，预处理主要是通过物理、化学、热解以及生物法等破坏木质纤维素的结构，分离或脱除生物质中木质素，增加生物质的孔隙率，提高接触比表面积和酶对纤维素的可及性，从而提高转化率。预处理后的秸秆物质在一定温度和催化剂作用下，其中的纤维素和半纤维素经水解过程转化为单糖，再通过微生物发酵技术，将其转化为乙醇。

 高温高压液化是指在高压下发生热化学反应的过程，典型的液化工艺是在较高的压力和温度（300～500℃）以及在催化剂存在下进行的。此方式需要消耗大量的能量，同时对设备耐压要求较高，目前研究较多的主要有秸秆制柴油等技术。以秸秆等木质纤维素为原料，通过快速热解液化、加压催化液化等转化分离出碳水化合物，再经水解、发酵、转酯化过程制备生物柴油。

 专家指出，将生物质转化为高热值的液体燃料，实现大规模利用一直存在诸多难题，尤其是生产成本居高不下，制约了这项技术的产业化。专家建议，应首先在原料产地将生物质规模适度地分散热解，转化为便于运输和储存的初级液体燃料，然后将各地热解得到的生物油初产品集中进行再加工，这样可从根本上解决生物质资源分散和受季节限制等大规模应用的瓶颈问题。

典型案例

秸秆乙醇。玉米芯废渣富含纤维素，是生产纤维素乙醇的极佳原料，被称作“从土地里种出石油”。“从‘芯’做起，全株利用”，山东龙力生物科技股份有限公司以玉米芯为基础原料，实现循环利用：玉米芯首先生产出功能糖产品；生产功能糖后的废渣，被用来生产纤维素乙醇和提取木质素；生产过程的废水用于沼气发电，固体废物用于农民养蘑菇或生物质发电，构建了一条生物质综合利用闭合链。

通过对玉米全株各组分的循环利用，降低了公司各产品在原料、运输、生产和研发上的成本，彰显了绿色、低碳的环保优势和产品多元化优势，形成了循环经济产业链。

在植物秸秆的开发、研制和综合利用方面，济南圣泉集团股份有限公司成功研发出“两步法”糠醛新技术工艺，改变了传统的糠醛生产工艺，将糠醛生产原料从单一的玉米芯扩大到包括玉米芯、玉米秸、棉花秸、甘蔗渣、稻壳，甚至树皮、树枝等在内的众多生物质原料，而且，该工艺生产的糠醛渣，将生物质含有的60％以上的纤维素保存完好，从而使其成为燃料乙醇（酒精）的优良原料。更为重要的是，该技术工艺使糠醛得率比传统工艺提高了15％，蒸汽消耗量节约了30％，电耗节约了15％，是典型的节能降耗技术。

一车车秸秆被输送进车间，经过清洗、粉碎、混合等一系列工序后，再被分别加工成不同的产品。其中，半纤维素可生产出糠醛、L-阿拉伯糖、木糖等；纤维素可被提取加工出纳米纤维素、生物质石墨烯、生物质燃料乙醇、可再生纤维素纤维、粘胶纤维、纸浆等；而木质素则可生产出生物质炭、航空煤油、染料分散剂、沥青乳化剂、可降解塑料薄膜、电池阴极膨胀剂、建筑材料减水剂以及乙苯等。而剩余的灰分，则可以加工成有机肥，或用作燃料等，一根秸秆被“吃干榨净”。

目前，圣泉集团在济南市章丘区的厂区，秸秆循环经济产业链已经建成，年消耗作物秸秆12万吨左右，年产1.5万吨木糖、1500吨L-阿拉伯糖、10万吨呋喃树脂。这些产品产量，均处世界前列，产生了巨大的经济效益。2019年，圣泉与多家高校院所联合攻关研发出“SQ生物溶剂法秸秆精炼一体化技术”，该技术绿色环保，高效节能，解决了稻草、麦秸、玉米秸秆、芦苇等秸秆中纤维素、半纤维素、木质素难以高效分离的全球性难题，实现三大组分高质化利用，打通生物质化工、煤化工和石油化工的全产业链条，真正将秸秆“吃干榨净”。项目落地还将有效解决农村植物秸秆焚烧或随意堆放带来的环境污染问题，同时带动农民增收。

秸秆柴油。秸秆等生物质制备汽柴油技术是将秸秆等生物质经过快速热解和热解液加氢联产工艺将氧及杂原子加以脱除，从而生产汽油柴油的创新性技术。针对秸秆季节性强、分布散的特点，通过废弃秸秆“分布热解＋集中提炼”的商业策略，确保项目的经济可行性。即：在乡镇一级建设热解装置将秸秆就地加工处理，产生的燃气循环燃烧为热解装置提供热源，同时解决燃气排放所带来的环境污染问题，产生的木炭加工为复合有机肥就地还田，产生的液体运送到提炼厂加以集中提炼。经过提炼得到燃油和水相物质，燃油经过蒸馏分别得到汽油、柴油和轻组分，轻组分燃烧后作为提炼工艺的辅助热源；水相分离出来的有机物质制备氢气，供加氢提炼过程使用，其余水相作为木醋液使用或经过处理后达标排放。

河南省年秸秆产量约8600万吨。2018年，河南省汽油柴油消费量为2800万吨，其中超过2000万吨从其他省份购买。如果将8600万吨秸秆/年的40％加以利用，可生产约600万吨汽柴油/年，为农民增收90亿元/年；同时提供超过2万个直接就业机会，可以有效解决农村部分剩余劳动力的就业问题，助力乡村振兴与精准脱贫战略。