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為減輕人類社會對化石燃料如石油、煤炭和天然氣的依賴，進入新世紀以來，全球開發生物質利用技術日趨活躍，成果紛呈。  

位于比利時布魯塞爾的歐洲生物質工業協會將生物質轉化分成4大類：直接燃燒、熱化學轉化工藝（包括熱解和氣化）、生物化學工藝（包括厭氧消化和發酵）以及物理化學加工（生產生物柴油的路線）。生物質利用選用何種方式和何種技術，與原材料品種和下游產品的化學成分密切相關。  

目前全球利用生物質生產燃料已有相當規模。乙醇是當今使用最多的生物燃料，世界乙醇產量的40%以上所用原料為甘蔗，此方面以巴西為主。谷物原料乙醇排在第二位，美國主要以谷物生產乙醇。有專家計算，如果將美國所有的谷物和大豆以100%植物油形式來生產生物柴油，只能滿足美國目前需求量的15%。而以廢棄生物質為原料可避免發生與人爭糧問題。據悉，BP公司已接受美國印第安那州能源和資源協會資助，投資940萬美元在該州建設以不可食用的含油作物Jatropha  Curcas生產生物柴油的項目。目標是10年內種植這種含油作物8000公頃，屆時每年可生產生物柴油900萬升。  

以生物質為原料生產化學品是可持續發展的重要課題。長遠來看，生物煉油廠可生產許多下游化學品、燃料和其他產品。據催化劑集團資源公司（CGR）分析，在美國，利用生物質制取的化學品已占化學品總銷售額的5%，預計這一比例到2010年將提高到10%～20%。目前利用發酵工藝制取的化學品已多達200個產品，其中產量最大的4種產品分別是乙醇、檸檬酸、葡糖酸和乳酸。  

化學產品量大面廣，決定了此方面的研究課題和成果的異彩紛呈。德固賽公司正在研究以生物基原材料生產3-羥基丙酸和3-羥基異丁酸的工藝路線，以此進一步制取脂肪族有機物。法國Metabolic  Explorer公司開發的E.coli菌種為從可再生資源制取丙二醇提供了具有成本競爭力的方法，該過程可聯產丙酮產品。目前全球丙二醇市場為150萬噸/年，主要用來生產不飽和聚酯、液體洗滌劑、防凍液和冷卻劑等。  

美國喬治亞技術研究院正著眼于實施纖維素乙醇生物煉油廠以彌補經濟上的損失。該院化學與生物分子工程學校的研究人員正在開發三種環境友好的溶劑和分離體系：氣體擴張液體、超臨界流體和近臨界水，以便以乙醇為原料生產特種化學品、醫藥中間體和香料。這些綠色工藝過程可生產價值高達25美元/磅的化學品。  

酶是關鍵的生物催化劑。美國Mascoma公司與達特茅斯學院正在開發將纖維素生物質轉化為乙醇的酶催化劑。英國工業生物技術公司（IBC）與Isis創新公司推出Cytochrome  P-450技術。Cytochrome  P-450技術是以特種酶作為生物催化劑實現分子變換，使價值相對較低的物質通常只需一步就可轉化為高價值化學品。初步的市場分析表明，該技術可制取超過1.5萬種包括醇類、醛類、酮類和羧酸類的各種工業用化學品。  

生物質的另一關鍵應用是生物發酵。美國首諾公司在美國環保局資助下開展了新化學品污染預防計劃，推出了可生物降解產品Dequest  PB，這種由菊苣根制取的產品可用于水質和工藝過程處理。