1979年，第二次石油危机爆发，美国国会为保障国家能源安全考虑，出台联邦ZF燃料乙醇发展计划，大力推广含10%乙醇的混合汽油。美国燃料乙醇产量因此从1979年的3万吨快速增长至于1990年的260万吨。

    1990年，美国国会通过《清洁空气法修正案》规定，92年开始39个一氧化碳超标地区强制采用10%的乙醇混合汽油。95年开始9个臭氧超标地区强制使用5.7%的乙醇混合汽油。环保要求的提高为陷入低油价泥潭的美国燃料乙醇行业注入了活力。

    2007年，美国《能源独立及安全法案》获得通过，其中具体规定了未来15年中燃料乙醇的强制使用标准，到2015年美国一半以上的新车将使用含85%乙醇的混合汽油。美国燃料乙醇再次迎来了一轮高速增长，2010年燃料乙醇产量达3500万吨。

    图1：美国燃料乙醇产量30年来保持高增速

    一直以来，美国燃料乙醇主要是玉米乙醇，其占比超过95%。究其原因，庞大的玉米产量和长期低廉的玉米价格支撑着玉米乙醇的大规模发展。

    美国玉米长期保持低价主要得益于两方面：1）转基因玉米种子大面积推广后带来的单产提升和耕种成本降低；2）美国ZF长期提供高额农业补贴——2000-2010年期间，平均每年每吨玉米补贴可达1226元。

    图2：美国实行高额玉米补贴扶持政策

    但近年来，由于供给增速放缓以及需求增长，美国同样面临玉米价格上涨，导致燃料乙醇成本快速上升的情况。2012年以后，实行了6年的玉米乙醇退税补贴法案也将于今年年底终止，美国玉米乙醇面临发展瓶颈。

    一直以来，美国ZF对纤维素乙醇技术路线持观望态度，主张各种技术路线并行发展。因此，美国成功研发了浓酸水解、汽化蒸馏与酶解发酵等多种生产技术。经过多年的尝试与发展，酶解发酵法凭借低污染，低能耗，工艺流程相对简单等优势逐渐成为主流技术。

    图3：酶解发酵法是美国纤维素乙醇的主流技术

    酶解发酵法中，纤维素酶起着极为关键的作用，但因价格昂贵且使用效率低下，高昂的用酶成本一直是纤维素乙醇应用的主要障碍。

    在美国能源部设立的“乙醇商业即用酶制剂应用系统的开发”项目支持下，丹麦诺维信在09、10年分别推出了新型高效纤维素酶液CellicCtec1与CellicCtec2，使纤维素乙醇生产中的酶成本下降了80%。据美国能源部制定的目标，未来3年酶成本在目前基础上再下降80%，接近0.1美元/加仑乙醇（300元/吨乙醇）。

    图4：新型高效纤维素酶可大幅度降低酶的使用成本

    由于高效酶的突破，美国纤维素乙醇生产成本已达到可与玉米乙醇可比拟的水平。但纤维素乙醇工厂的初期投资很大，通常是玉米乙醇工厂的5倍以上，大量初期投入埋藏的潜在风险限制了纤维素乙醇的发展。

    图5：新型高效纤维素酶可大幅度降低酶的使用成本

    10年前，受限于技术不成熟而导致的成本过高，美国能源部纤维素乙醇贷款扶持项目主要以中试项目与示范项目为主。10年后，美国能源部开始向大型商业项目提供贷款支持，陆续向POET、Coskata、AbengoaBioenergy、INEOS等公司的纤维素乙醇项目提供了1-3亿美元的贷款支持。这标志着美国纤维素乙醇将步入万吨级规模生产时代，美国纤维素乙醇产量未来几年会出现大幅增长。

    07年通过的《能源独立与安全法》中明确规定了各年纤维素乙醇的强制使用标准，但由于实际产能极为有限，迫使美国环境局大幅下调2010与2011年纤维素乙醇强制用量。

    由于纤维素乙醇生产涉及领域多，技术水平与成本控制要求高，美国企业从中试项目到大规模生产通常需要3-4年。考虑新进企业技术研发与产能建设周期，美国纤维素乙醇产能爆发式增长将出现在2012左右。

    美国纤维素乙醇2012年强制使用量将为139万吨，2015年将达到玉米乙醇的1/5，即833万吨。随着量产技术的成熟以及玉米乙醇接近瓶颈，美国纤维素乙醇将迎来大规模发展的绝佳时机。08年8月，石油巨头BP与Verenium共同宣布投资4500万美元合作开发纤维素乙醇项目。

    2010年，两家公司决定设立合资企业，并投资2.5-3亿美元建设全美第一座商业化纤维素乙醇工厂，年产能为3600万加仑（约10万吨），预计2012年投产。POET是首批受美国能源部扶持的纤维素乙醇企业，08年4季度，年产2万加仑/年（55吨/年）的中试线投产，总投资800万美元。

    2010年5月的中美先进生物燃料论坛上，美国POET公司宣布已建成以玉米芯为原料的纤维素乙醇试验工厂，随着能耗、酶成本、原材料需求和资本支出的降低，公司的每加仑成本已从4.13美元降至2.35美元，并预测到2011/2012年公司的商业化工厂投产之时，成本可降至2美元每加仑（约4,500元/吨）以下。

    2011年8月，美国ZF宣布将资助POET兴建的商业纤维素乙醇工厂（年产约7万吨），总投资2.612亿美元，其中美国能源部提供1.05亿美元的贷款担保，预计2013年完工投产。