美国国家再生能源实验室(U.S. National Renewable Energy Laboratory, NREL)将生物炼制定义为以生物质为原料，将生物质转化工艺和设备相结合，用来生产燃料、电热能和化学产品集成的装置。

　　生物炼制主要包括四个部分：生物质化学品(乙烯、乙醇、丙烯酸、丙烯酰胺、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、琥珀酸)，生物质材料(PLA、PTT、尼龙工程塑料)，生物质资源(沼气、乙醇汽油、生物柴油)以及生物可再生原料的修饰(大豆蛋白改性纤维)等。

　　从产品体系来看，生物质加工从技术上已经达到了几大碳链体系都能制备出来的水平，其基本思路是生物质加工成糖，然后转化为几大产品体系：C1体系主要包括甲烷、甲醇等;C2体系主要包括乙醇、醋酸、乙烯、乙二醇等；C3体系主要包括乳酸、丙烯酸、丙二醇等;C4体系主要包括丁二酸、富马酸、丁二醇等;C5体系主要包括衣康酸、木糖醇等；C6体系主要包括柠檬酸、山梨醇等。其中一些化学品的生产已在大规模应用，农用化学品、精细化学品、大宗化学品、药物及高分子材料等领域的工业化应用也呈现快速增长的趋势。

　　生物炼制技术下已经生产出了哪些产品?我们来了解一下。

　　大宗化学品 

　　丙烯酰胺生物合成工艺是日本三菱丽阳(Mit-subishi Rayon)公司首先开发成功的大宗化学品生物技术生产工艺，我国上海农药厂也开发了拥有自主知识产权的工艺。目前日本公司采用丙烯腈水解酶水解丙烯腈制备丙烯酰胺，产量可达10万t以上，我国先后有多个厂家采用上海农药厂的技术，目前产量也达到15万t左右。

　　高分子材料

　　美国Cargill公司采用发酵技术生产L-乳酸，然后生产聚乳酸(PLA)，作为一种新型的生物可降解材料，聚乳酸在微生物的作用下可彻底降解为CO2和H2O，因此PLA 是一种优良的生物相容性和生物可降解性的合成高分子材料。2018年全球对聚乳酸(PLA)的需求从2014年的16万吨增加至17.7万吨。据估计，在全球禁塑令的影响下，PLA的下游需求增长是必然的趋势。

　　美国DuPont公司和Tate&Lyle公司合作开发了采用基因工程菌生产1，3-丙二醇技术，主要用于生产新型热塑性聚酯，即聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。1,3-丙二醇是国内外生产和技术开发的热点产品，其下游产品PTT可以部分取代尼龙，竞争力强，有非常广阔的市场前景。

　　生物能源

　　燃料乙醇是目前最大的生物燃料。据悉，2006年德国最先开始使用掺加5%的乙醇汽油，并在2011年将这一比例提升至10%。2017年，德国的常规汽油已经完全停止使用。而我国于2017年，国家能源局发布《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》，《方案》中指出，“到2020年，在全国范围内推广使用车用乙醇汽油，基本实现全覆盖，市场化运行机制初步建立，先进生物液体燃料创新体系初步构建，纤维素燃料乙醇5万吨级装置实现示范运行，生物燃料乙醇产业发展整体达到国际先进水平。到2025年，力争纤维素乙醇实现规模化生产，先进生物液体燃料技术、装备和产业整体达到国际领先水平，形成更加完善的市场化运行机制。”

　　药品和食品添加剂的生产

　　BASF公司的维生素B2生产工艺，用传统的化学法包括8步工艺，但通过采用生物发酵法后，只有一步工艺，总成本降低了40%，污染物排放量也降低了40%。荷兰DSM公司采用生物法生产头孢，传统的化学法需要10步合成，而采用生物方法仅需一步工艺，其中原材料消耗降低65%，总成本降低50%。