中国科学院青岛生物能源与过程研究所（简称“青岛能源所”）在生物质能转化领域取得重要突破。研究团队成功提出一种新型技术方法，能够显著提高纤维素生物质在厌氧发酵过程中的沼气产量，为推动生物质能源高效利用和“双碳”目标实现提供了新的技术路径。
厌氧发酵是将有机废弃物（如农业秸秆、林业残余物等纤维素生物质）转化为清洁能源——沼气（主要成分为甲烷）的关键生物技术。纤维素生物质因其结构复杂、难以被微生物直接降解，往往导致发酵效率低、产气周期长、甲烷产量有限，这是制约其大规模工业化应用的主要瓶颈之一。
针对这一难题，青岛能源所的研究团队从预处理强化和微生物群落调控两方面入手，开发了新型复合预处理与生物强化协同策略。该方法首先通过一种温和、低能耗的物理化学耦合预处理技术，有效破坏纤维素、半纤维素和木质素之间致密的交联结构，增加原料的可及表面积，同时避免生成对后续发酵微生物有抑制作用的副产物。更重要的是，研究团队创新性地引入了特定功能菌群或酶制剂作为生物强化剂，与优化后的预处理工艺相结合。这些功能微生物或酶能靶向分解预处理后暴露的纤维素和半纤维素，产生更多易被产甲烷菌利用的小分子底物，从而打通并加速了整个厌氧发酵的代谢链条。
实验结果表明，采用该新型方法后，典型纤维素生物质（如玉米秸秆）的厌氧发酵周期缩短了约30%，而单位原料的甲烷产率提升了40%以上，总沼气产量得到显著提高。该方法不仅提升了能源产出效率，还增强了系统运行的稳定性，具有工艺绿色、经济性好的潜在优势。
与此为了系统化地支撑此类研究及产业化应用，青岛能源所同步建设并完善了“生物质能资源数据库信息系统”。该系统集成了国内外多种生物质原料的物化特性、预处理方法库、微生物菌种资源、工艺参数以及产气效能数据。研究人员和工程技术人员可以通过该信息系统，快速查询和匹配不同来源纤维素生物质的最适预处理与发酵条件，进行工艺模拟与优化，极大地提升了研发效率和技术的普适性。该数据库系统是实现生物质能精准、智能开发的重要基础设施。
这项研究成果将高效转化技术与信息化支撑平台有机结合，标志着我国在纤维素生物质厌氧发酵制沼气领域从工艺创新到数据驱动决策迈出了关键一步。青岛能源所将继续深化该技术的机理研究，推动其中试放大和示范应用，并不断丰富生物质能数据库，为我国可再生能源体系建设和循环经济发展贡献重要科技力量。
