3.1 能源植物

3.1.1 能源植物的定义和特点

直接用于提供能源的植物称为能源植物。固体、液体和气体能源均可通过能源植物产生。棉秆、秸秆等传统农作物生产形成的有机残余物虽然具有很大的生产能源的潜力，但是由于它们仅仅是作为农业生产的副产品出现的，所以并不能算作能源植物。根据能源植物的定义，该类植物的最大特点是其专为生产能源而种植。能源植物要想达到稳定的能源供给，并且不会对现有土地使用产生影响，通常都需要具有高含能量、高生产力以及能够良好的适应边际土地等特点。

3.1.2 能源植物种类

由于能源植物种类繁多，所以往往又将那些能够被驯化的植物称为能源植物，这些植物能够按照人类的意愿在特定地点产生出大量的生物质能，因此本章所提到的能源植物指的就是这些高能、专业化的能源作物。随着2种概念的不断混合使用，一般那些已经被驯化或者容易被驯化的能源作物就被我们统称为能源植物。

尽管能源植物的种类繁多，但绝大多数能源植物属于被子植物，据不完全统计，被子植物门中涉及能源植物的科就有20多个，至于属种就更难以详细统计。由于被子植物中含有的木质素较少有利于转化，常见的能源植物大部分属于被子植物门。尽管在植物学中某些具有较高含油量的藻类并不属于植物，但仍然可以看作能源植物。

植物分类学进行能源植物的分类在学术上比较严谨，但是由于这种分类并不能很好地反映出能源植物的具体用途，因此，更为常见的是根据植物的化学成分或者根据植物的利用方式这2种方法来对能源植物进行分类。一般情况下，根据能源植物的化学成分的不同将其分为淀粉作物、糖料作物、油料作物和纤维素作物等。

淀粉作物：富含淀粉的作物，也主要用于生产燃料乙醇。以富含淀粉的甘薯、马铃薯、木薯等薯类作物和大麦、小麦、玉米、籽粒高粱等禾谷类作物为原料生产乙醇已有很长的历史。淀粉是葡萄糖的聚合物，需要经过一个解聚过程才能转化为可溶性糖，因此，某些情况下，需要经过一个高耗能的过程，才能将局部解聚的淀粉与可溶性糖分离开来，但是将其直接用来生产乙醇却不会有这个问题。由于这些作物同时也是人类的食物来源，所以在粮食安全问题日趋严重的今天，更多研究转向了纤维素作物。

糖料作物：富含可溶性糖的作物，用于生产燃料乙醇。可溶性糖转化为乙醇的化学过程最简单，生产成本最低。主要作物有甜高粱、甘蔗和甜菜等。

巴西是目前世界上主要的植物燃料乙醇生产和消费国之一，由于境内生产甘蔗，所以大量利用甘蔗来生产燃料乙醇。糖料植物对气候的要求使得世界上往往只有一些特定的国家才能够进行大量的种植和相应的能源生产。由于可溶性糖也是一些重要的经济产品来源，所以目前欧美国家更倾向于利用淀粉来生产乙醇。

纤维素作物：富含纤维素、半纤维素和木质素的作物，转化应用范围相当广泛，可生产固体颗粒燃料或获得热能、电能、沼气、生物质燃气和生物油等。由于生物降解使用的酶不同，尽管纤维素也是葡萄糖的高聚物，但纤维素转化为乙醇要比淀粉难得多，而且植物纤维素中富含半纤维素和木质素，虽然它们能够通过热解的方式转变为其他形式的能源，但是生物酶在分解纤维素的时候却会因为它们与纤维素的交联而受到严重的限制。

由于对纤维素的能源转化过程研究不够透彻，导致纤维素作物作为一种能源植物受到关注只有二三十年左右的时间，但作为自然界含量最大的生物质，纤维素有着巨大的利用潜力。目前人们已经开始正视纤维素作物这一未来重要的能量来源，其原因主要在于相对其他能源植物，此类作物往往产量大、生产成本低、生态适应范围广、水土保持与修复能力强，同时对纤维素作物的利用，不仅可以产生能源，而且对环境也有重要意义。

油料作物：富含油脂的作物，包括油料植物和含油藻类，其中的油脂提取后通过酯化过程形成脂肪酸甲酯类物质，即生物柴油。油菜、向日葵、蓖麻和大豆是最主要的产油作物，已经在商业化生产水平上实现了以生产生物柴油为目的的大田种植。目前美国主要以大豆为原料，欧洲主要以油菜籽为原料，巴西主要以蓖麻籽和油棕榈为原料生产生物柴油。中国对黄连木的研究也有了一定的成果。

3.1.3 能源植物利用

能源植物的生物质可被转化为液体、气体和固体能源以及用于直燃发电和供暖。

目前在工业上已经实现了生物质能源的应用，很多转化技术也都已应用于大规模商业生产。根据转化方式的不同，可以分为直接燃烧、热解、气化、液化和复合化工等利用方式。

最传统的利用方式是直接燃烧，然而，这一燃烧方式实际上浪费了很多能量，因为其并不能实现充分燃烧。为了实现充分燃烧，人们开发了许多新方法来实现燃料与空气或者氧气充分混合后充分燃烧。直接燃烧是最传统的利用方式，例如生物质固体成型和生物质微米燃料技术。

通过热解可以实现将生物质转化为燃气、生物炭或者燃料油的目的。

通过生物转化也可以将生物质转化为沼气、氢气或者生物乙醇。因此通过热化学或者生物转化的方法可以达到生物质气化或者液化的目的。

最后，通过化工技术，还可以将生物质转变为复合化工原料，具体利用方式见本书的后续章节。

3.1.4 高效能源植物

能源植物的应用主要集中于液态的高效清洁能源转化。目前主要通过两种途径将生物质转化为液态能源：一是生产生物柴油，类似于传统的化石能源的利用方法；二是生产生物乙醇。在能源生产中，人类很早就开始利用这些能源植物，例如燃烧使用种子或者果实中的生物油成分，以及长久以来的秸秆的家用燃烧等。此外，可以通过热解来将能够产生液态能源的成分转变成气态能源。破碎的生物质或者直接利用纤维素，也构成了主要的固态生物质能源。以下列举目前研究和应用较为广泛的一些高效陆生能源植物。

3.1.4.1 用于生产生物柴油的植物

有许多植物的分泌物与石油成分极其类似，不需提炼就可直接作为柴油使用，其中得到充分研究并有一定应用的有以下几种。

（1）续随子（Capparis spinosa）

又名刺山柑、马槟榔、野西瓜、水瓜榴木、酸豆，是一种多年生的有刺半蔓性灌木，属于山柑科山柑属。续随子的叶身厚、对生、呈鹅卵形，有大大的白色到粉白色的花朵。

续随子原产地中海，其种子中富含类似石油的甾醇成分，可以直接作为生物柴油使用。它的种子还含有大量的生物活性成分，具有很大的药用价值。续随子的生物有效成分和甾醇成分可以通过连续提取成功分离，这样既能实现其种子成分的最大效益化，保证药用价值，又能减少生物柴油使用过程中产生的有害副产物。

续随子茎中所含有效成分会随着自身生长而逐渐减少，并丧失其较高的生物能源价值，因此需要注意有效成分的提取时间。

对续随子在石缝、岩岸等恶劣环境条件下的生长研究结果表明即便在很多极端环境条件下，续随子也能够很好地适应，并且能够保证相应产量。这为能源的产出提供了保证，同时也为一些退化环境的修复提供了研究方向。从另一种角度来看，高效陆生能源植物并不一定非要是产量相当大的植物，只要是能够在一些其他植物不能生长或者生长不好的环境中保持有效产出的植物，也能够作为有效的植物来使用。

（2）绿玉树（Euphorbia tirucalli）

别称光棍树、绿珊瑚、青珊瑚、铁树、铁罗、龙骨树、神仙棒、龙骨树、乳葱树、白蚁树等，是大戟科大戟属植物，一种热带灌木或小乔木，可高达2～9m，耐旱，耐盐和耐风，好光照，能于贫瘠土壤生长，但是对温度要求较高（需要25～30℃）。全株分泌的白色乳液与石油成分接近，富含12种烃类物质，而且不含硫，可直接与其他物质混合成原油，亦可作为生产沼气的原料。由于从续随子中提取的生物柴油通常都含有硫，因此通过绿玉树获得的生物柴油的产量和成分比续随子要好。

绿玉树生物柴油成分的主要来源是其白色乳液，但是乳液具有较强的毒性和刺激性，接触皮肤可引起皮肤发炎、红肿、痛痒和脓包。很多研究都已经证实，乳液成分能够降低免疫系统对特定病毒的抗性，这对其生物柴油成分的提取、运输以及应用等环节的条件提出了较高的要求。

（3）西谷椰子（Metroxylon sagu）

棕榈科、西谷椰子属。原产于印度尼西亚的摩鹿加群岛与巴布亚新几内亚群岛。常绿乔木，茎干单生，高达10～20m。性喜高温高湿，阳光充足的生长环境，不耐寒，生长温度为24～30℃，对土壤要求不严，但以疏松肥沃、排水良好的土壤生长最佳。西谷椰子可用于诸多场所的绿化种植，也可作为食物，但在其原产地更重要的是作为一种重要的经济植物来种植。

长期以来，西谷椰子都被认为是一种高效的生物柴油来源，但是由于也同时被应用于其他很多方面，例如作为生物活性成分的来源、淀粉的来源、食物来源，因此在生物柴油方面的利用反而研究较少。

由于西谷椰子在其产地是一种重要的粮食来源，将其作为生物柴油的来源很容易引起车与人争粮食的争议；其次，西谷椰子在生长初期会合成生物活性成分，而此时尚未产生生物柴油，因此为了提取生物活性成分而进行的收割就会严重影响后续的植物产量，导致生物柴油的来源不足；第三，在现有条件下通常难以对西谷椰子中含有的生物柴油成分提取完全，残渣也会对环境产生较为严重的污染，尽管西谷椰子对环境污染治理效果较好，但是用来进行生物柴油的提取会产生二次污染，这种负面效应是其他利用方式不会带来的，因此，尚需进一步研究如何在生物柴油的利用中避免这一副作用。

通过对西谷椰子的大量生物学研究表明，这种植物具有在各种环境条件下生长的潜力，而且在不同的环境条件下表现出的生物学活性也各有不同，或许将来西谷椰子的综合环境治理意义要超过单一生物柴油生产者的意义。

（4）西蒙得木（Simmondsia chinensis）

又名“火火巴树”“霍霍巴”“油油巴”，双子叶植物纲，西蒙得木科唯一种。常绿灌木，根系发达，极耐干热，适宜生长在年降雨量600mm，年均温22℃以上的地区。生长期达100～200年，3年期结果，每年2次开花结果。原产美国，曾被美国誉为“沙漠克星”，其果实榨出的油被誉为“液体黄金”，是航空、航天及精密仪器专用高级润滑油。果实所含油脂成分类似于抹香鲸蜡成分，具有燃点高、沸点低的特性。

国内外对西蒙得木的油脂成分产出、提取以及该植物本身的生长研究由来已久。1978年开始，中国就已经对西蒙得木的引种以及育种和种植进行了大量的研究。西蒙得木在干旱、高温、盐碱、贫瘠土壤等恶劣的环境条件下都表现出了良好的农艺特性，但是，由于植物的生长受到土壤黏性限制，要求排水、透气良好，目前只是在云南有较大规模的种植和应用。

（5）巴西橡胶树（Hevea brasiliensis）

俗名橡胶、胶树，大戟科橡胶树属，热带雨林乔木中唯一的栽培种。巴西橡胶树具有质量好、产量高、采胶容易、经济寿命长、胶乳再生快等优点，为世界上大规模种植产胶树种。

该树种以其橡胶产出而闻名，是真正意义上的工业树种。长久以来，巴西橡胶树并未被认为能够合成生物石油，但实际上在该树种中橡胶的合成代谢过程却正是建立在生物石油的合成代谢途径上的。巴西橡胶树的橡胶产出主要来源于树干，种子中却富含石油成分，这或许是因为种子中缺少将石油成分继续合成为橡胶的代谢途径所致，如何提高种子的产量以及其中的生物柴油产出将会是今后的研究方向。

（6）黄连木（Pistacia chinensis Bunge）

漆树科黄连木属有9个种和1个变种，中国仅有1种黄连木即中国黄连木，为木本油料及用材林树种，种子含油量40%以上，是一种不干性油，可作工业原料或食用油。

黄连木在中国有大面积的分布，如河南省30万亩（1亩≈666.7平方米），河北省50万亩，安徽省60万亩，陕西省30万亩。山东、江苏、湖北、湖南、福建、江西、浙江等11个省都有片林分布。用黄连木种子作原料生产的生物质燃料油主要物理化学指标达到美国生物质燃料油以及中国轻质燃料油标准，在中国已经有了大量的生产。

陆生植物中还有很多富含生物柴油的种类，我国中科院植物所对陆生植物中富含生物柴油的种类进行了大量的发掘工作，这里列出的仅仅是几种具有代表性的植物。从生理来源上来讲，植物中的生物柴油成分一般有两个途径：其一是生长发育所必须的代谢途径，种子和果实中的生物柴油来源即是如此，它主要是为了种子萌发；其二是来自于植物的次生代谢，主要是为了对抗环境胁迫。由于种种原因，或是因为次生代谢同时产生的毒性物质，或是因为植物在其他方面的经济价值更高，都严重限制了生物柴油的广泛应用。但是这些植物中有关生物柴油代谢的特定基因可以为近似属种的植物提供基因样本，通过转基因方法产生出更多的富含生物柴油的植物。由于这方面的研究进展较快，相信很快就会有适应环境广、产量大的转基因植物问世。

与此同时，农学改进研究也是不容忽视的。通过农业工艺扩大这些植物的种植范围，在现有生产条件下实现较高的产出，既可降低研究投入，同时也能规避转基因方法的生物风险。农学工艺的改进需要较高的种植经验，这正是我国在植物研究方面的强项。

在生物学领域，我国长期以来将关注点过多的倾向于一些高精尖的领域，但是将这些领域的研究成果需要一个较长的过程才能进行实际转化，比较而言，在现有条件下，经验性的、农艺的研究则可以很快地转化为生产力，其现实意义也更强，这既需要国家在投入上转向，也需要广大科研人员转变思想，通过结合优厚的科研条件与我国薄弱的生产条件，走出一条适合我国国情的生物柴油发展之道。

3.1.4.2 多糖成分高产植物

通过酵母能够很轻易地将生物多糖成分转变为乙醇，这能够很好地缓解世界性的能源短缺问题，同时能够避免大量使用化石能源所带来的环境污染。生物乙醇的产生来源主要有两种，分别称为第一代生物乙醇和第二代生物乙醇。第一代生物乙醇中淀粉是多糖成分的来源，而第二代生物乙醇纤维素是多糖成分的来源。

（1）富含高糖、高淀粉的植物

这类植物的种类比较多，而且分布广，主要是一些粮食性作物，例如木薯、马铃薯、菊芋、甜菜、甘蔗、高粱、玉米等。

① 木薯（Manihot esculenta） 又称树薯，大戟科植物，亚灌木，根部含有丰富的淀粉，可以食用。块根中含氢氰酸，要先刮去外皮，煮熟后才能食用，全世界有8亿人将木薯作为主要营养来源。

木薯根部含有丰富的淀粉，很早就有关于木薯淀粉的乙醇应用研究了，尽管木薯淀粉的生物乙醇生产意义很大，但是，应当指出的是这一植物的食用价值更高，显然，在很多不适宜其他粮食作物大量生长的地方，木薯不失为一种良好的粮食来源。

② 马铃薯（Solanum tuberosum） 在我国通常根据地区习惯又被称为土豆、山药蛋、洋山芋、薯仔等，多年生草本，但作一年生或一年两季栽培，是除了谷物以外，目前世界上用作人类主食的最重要的粮食作物，主要食用其含有大量碳水化合物、蛋白质、矿物质（磷、钙等）、维生素等营养成分的地下块茎。可以作主食，也可以作为蔬菜食用。

近年来，在发达国家尤其是美国，马铃薯逐渐成为了乙醇的重要来源，土豆乙醇已经成为一个成熟的工业体系。但是，尽管富含淀粉，马铃薯显然是比木薯更为重要的粮食作物，它在全球粮食产量中的比例不言而喻，发达国家以土豆、玉米为原料来生产乙醇已经引起了全球的粮食价格上涨。

但是如果深入考察马铃薯的生长条件，也许乙醇生产与粮食生产并不一定是天然冲突的。马铃薯可以种植于贫瘠土地并对土地加以改良，从而提高土地的产出，这对特定地区的粮食生产有重要意义，在粮食转运、储存成本较高的地区尤其如此。其次，马铃薯能够较好地去除土壤中的重金属、有机污染物等，此外，马铃薯对土壤中的放射性元素也有很好的富集作用，它在净化土壤、恢复耕地中有很好的先遣意义，在这些条件下生产的马铃薯并不能作为食物食用，却是很好的生物乙醇来源，同时还能通过生物乙醇的生产过程对重金属和放射性物质进行富集并最终进行集中处理。

③ 菊芋（Helianthus tuberosus） 也称洋姜、鬼子姜，菊科向日葵属宿根性草本植物，其地下块茎富含淀粉、菊糖，可以食用，也可盐渍，或作制取淀粉和酒精的原料。

由于其地下块茎的产量并不如马铃薯那么高，而且种植范围也没有马铃薯那么普及，所以菊芋更多的作为实验室中的淀粉类和生物活性成分研究的模式植物。

④ 甜菜（Beta vulgaris） 是热带甘蔗以外的一个主要糖来源，一种两年生草本植物，主根为肉质块根，含糖分，可以生产砂糖，喜凉爽气候。

⑤ 甘蔗 甘蔗属（Saccharum）的总称，禾本科单子叶植物，一年生或多年生草本；是制造蔗糖的原料，且可提炼乙醇作为能源替代品。甘蔗适合栽种于阳光充足、土壤肥沃、冬夏温差大的地方，是温带和热带农作物。

由于甜菜和甘蔗中富含很高的糖分，因此它们可以直接通过发酵的方式生产生物乙醇，而不需要经过其他淀粉类作物必须的水解过程。

⑥ 高粱（Sorghum bicolor） 禾本科，一年生高大草本植物。高粱酿酒没有其他干扰味道，适合酿造中国白酒，中国白酒中质量最高的品牌几乎都是用高粱酿造的。毋庸置疑，高粱的生物乙醇生产在中国已经有了相当长的历史，但是由于其在酿酒中的特殊用途，在中国用高粱生产作为能源的生物乙醇并不是合适的方法。

⑦ 玉米（Zea mays） 亦称玉蜀黍、包谷、苞米、棒子，一年生草本；根系强大，有支柱根；秆粗壮；线形披针形叶子宽大；花单性、雌雄同株。玉米是重要的粮食作物，也是美国用来生产生物乙醇的最大来源。

富含高糖、高淀粉的植物不仅包括以上的一些植物，事实上，主要的粮食作物都可以作为此类能源植物，例如大米、小麦等。在酵母的作用下它们所生产的淀粉可以通过较为简单的过程就转化为乙醇，同时还可以产生诸如微生物蛋白质和脂类等副产品，都可以产生较高的经济价值。

在此类作物的生物乙醇转化过程中，目前最重要的研究对象并不是作物本身的种植生长，而是集中在转化过程中的新方法和效率提升上，由于此方面的研究众多，在此不再赘述。尽管如此，由于此类作物都是重要的粮食作物，所以它们的生物乙醇生产导致了众多争议。国际货币基金组织和世界银行2010年4月23日联合发布报告说，从1970年有饥饿人口数字记录以来，全球饥饿人口在2009年首次突破10亿，比2008年增加了1亿人，约占世界总人口的1/6，到2015年全球将仍有约9.2亿极度贫困人口。而发达国家利用淀粉类作物生产乙醇，占据了大量本应用来生产粮食的耕地，导致了汽车跟人争夺粮食的结果。尽管有很多研究关注于在贫瘠土地上的作物生产并实现淀粉乙醇的转化，但是这些作物同时也能作为当地人口的粮食，耕地的紧张局面依然不会由于这种开发有所缓解。更为重要的是，与其他类型的能源植物相比，在污染胁迫下，这些作物的产量可能会减少更多，应用于环境污染治理的综合效果可能比其他类型的能源植物要差很多，难以实现综合治理。

（2）富含纤维素的植物

第二代燃料乙醇的最大优点就在于它不会产生所谓的“汽车与人竞争口粮”的问题。总体来说，纤维素是地球上最丰富的可再生资源，据测算年总产量高达1500×108t，蕴储着巨大的生物质能（2.89×1016kJ）。我国是一个农业大国，作物秸秆（如稻草、麦秆等）的年产量非常巨大（年产可达7×108t左右，相当于5×108t标煤），据统计，目前的秸秆利用率为33%，而经过一定技术处理后利用的仅占2.6%，其余大部分只是作为燃料等直接利用，开发前景非常广阔。由于纤维素的单体组成依然是各种单糖，因此对纤维素进行降解，然后用来生产燃料乙醇就显得尤其有诱惑力了。

一直以来，对纤维素的认识都是来自于木本植物的次生壁。木本植物生长时，次生壁在合成纤维素的同时，也在纤维素的切面上积累携带苯环结构的木质素，正是这些木质素将半纤维素和纤维素平面牢固的结合在一起，再加上纤维素本身的结晶效应，使得同为葡萄糖单体的聚合物的纤维素无法像淀粉那样很轻易地转化为葡萄糖单体，从而也无法转化为生物乙醇。但是在草本植物中，由于纤维素中的木质素含量较少，可以在现有条件下转化为单糖，继而实现纤维素乙醇的工业化生产。秸秆又称禾秆草，是指水稻、小麦、玉米等禾本科农作物成熟脱粒后剩余的茎叶部分，其中水稻的秸秆常被称为稻草、稻藁，小麦的秸秆则称为麦秆，而高粱、玉米等收割完毕后的高大的茎秆通常就称为秸秆。在国外，在粮食作物收割完毕后通常对秸秆进行粉碎加工，再作为有机肥料施加到农田里去。随着国内农业的发展，这种对秸秆的综合利用方式也逐渐推广开来。在中国传统农业中，秸秆通常是作为家庭燃料来使用的，这种利用方式加剧了中国农业对化肥的依赖性，导致了耕地的严重退化。

在目前尚不清楚土地轮作方式下的秸秆回用对土壤营养价值的保持意义，特别是在与豆科植物轮作的情况下，这使得秸秆在其他方面的综合利用成为可能。秸秆中的木质纤维素比例较少，就玉米秸秆为例，木质素的含量一般为15%～20%，而纤维素含量则一般在40%以上，半纤维素的含量一般在15%～20%之间，木质素的含量较之木本植物的要少，在转化过程中结构更容易破坏，所以有很多的研究集中于秸秆的使用上。

（1）芒草（Miscanthus）

是各种芒属植物的统称，含有约15～20个物种，属禾本科。一部分的芒属植物，如中国芒与巨芒，已经被当作能源作物来生产生物燃料，主要产物为酒精。

芒草的优点在于其适应环境广，在各种条件下都能够很好地生长，部分芒草（例如中华芒）生长迅速，能够在2～3个月的生长期内达到成熟，茎秆中的纤维素含量达到工业利用要求，这对大量的生物乙醇制造和燃烧需求都是很有意义的。芒草植株如图3-1所示。

（2）皇竹草（Pennisetum hydridum）

为多年生禾本科植物，直立丛生，具有较强的分蘖能力，单株每年可分蘖80～90株。皇竹草是非洲狼尾草和象草杂交育成的品种，具有适应性广、抗逆性强、产量高、粗蛋白和糖分含量高的特点。适宜在热带、亚热带和我国南方栽培。

用于养殖行业的皇竹草生长周期一般为2～3个月，3个月之后由于蛋白质成分急剧减少，而纤维素成分迅速增加，因此不再适合作为饲料。皇竹草在6个月左右的时间达到60%左右的纤维素含量，此时可以用于生产生物乙醇。皇竹草植株如图3-2所示。

（3）苎麻（Boehmeria）

属荨麻科植物，为多年生草本宿根植物，可活数十年。地下部分由根和地下茎形成麻兜。苎麻的独特性在于它可以在偏碱性的土壤上生长，与常见的粮食作物生长环境有较好的互补性，缺点在于它对土壤的透气性要求较高。苎麻是目前已知的年产量最高的草本纤维素作物，其纤维素含量可以达70%～80%，除木本植物外，仅有棉纤维的含量比苎麻的高。

目前研究较多的是苎麻的燃烧以及热解实验，由于苎麻纤维素的结晶程度较高，在生物乙醇利用上还需要更多的研究。

20世纪90年代开始，利用纤维素生产乙醇就已经成为了一个国际性的研究热点，这主要是由于全球每年有巨大的纤维素产量和废弃量，如果用来生产生物乙醇，将会节省大量的粮食作物。但是迄今为止，纤维素乙醇的产量仍然没有达到工业化的程度，这主要是因为同淀粉酶相比较起来，纤维素酶在降解能力上远不能达到实用要求，而且相关的预处理方法还有待深入的研究。当然，关于纤维素的能源利用，还有其他的方法。苎麻植株如图3-3所示。

纤维素作物的重要意义不仅在于其能够产生大量的纤维素，固然，这些纤维素可以用于生产生物乙醇和其他新型燃料，例如通过气化产生燃气，或者通过粉碎产生微米燃料，不论何种利用方式，纤维素作物都可以实现能源产出过程中的温室气体零排放。

但是，纤维素作物的意义更多地存在于对环境条件的改善上，特别是在修复污染土地方面。此类作物环境适应能力强、产出量大，既可作为环境改良的先遣植物，还能对土壤和水环境有很好的修复作用，同时还能够大量吸收空气中的重金属和有机污染物，有着重要的生态学意义。