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能源安全、充足的供给对于现代社会的可持续发展是至关重要的。目前全球能源供应紧张，油价高涨，同时，化石燃料使用所带来的污染气体排放也是导致全球气候变化的一个主要原因。在这种情况下，开发清洁生物质能源势在必行。燃料乙醇是目前应用较广泛的可再生液体燃料，具有环境和经济双方面的良好效益。但目前燃料乙醇的原料主要是粮食作物，因此其开发与推广面临粮食安全和成本高等问题。多年生牧草在许多国家作为能源植物广泛推广，如利用其为原料开发燃料乙醇将对整个产业的发展有重要的意义。
本论文主要筛选了适合作为燃料乙醇原料的多年生牧草原料，并探讨了其预处理工艺，在此基础上，研究了多年生牧草和稻草混合材料作为燃料乙醇原料的可行性，通过调查和试验得出以下结论：
1.通过综合比较王草、象草、香根草的生物化学成分、生物质产量、生态适应性和稀酸法和稀碱法预处理后三种牧草的酶解糖化效果，可发现三种牧草都具有优良生态适应性，分布广泛，且都具较好的环境修复、水土固持等生态功能；产量方面王草由于是象草的杂交后代，具有明显的杂交优势，产量较高，且可一年多次收获；王草的纤维素和半纤维素含量之和高于象草和香根草，这表明其在后续酶解过程中可提供更多的糖分，更适宜于作为生产燃料乙醇的原料；在三种多年生牧草中，王草在稀酸和稀碱处理后的糖产量都最高，而香根草最低，因此可以初步推测王草更适宜用于生产燃料乙醇。
2.采用王草为材料，利用常温稀碱法进行预处理，预处理条件的优化分别从NaOH浓度、固液比以及预处理时间3个方面进行，并在此基础上进行正交分析。结果表明，预处理时间为主要影响因素，固液比与NaOH浓度为次要影响因素；在处理时间36h，NaOH浓度为3％，固液比为1:15的条件下，每克王草还原糖产量为406.99mg。
3.采用微波预处理法和超声预处理法处理王草后发现，超声预处理法酶解后糖产量高于微波预处理法，而在此基础上用超声法和微波法分别辅助常温稀碱法预处理，可显著提高王草的酶解糖产量。超声处理在稀碱处理过程中间歇辅助处理的效果较好，还原糖产量达507.31mg/g，比单独使用常温稀碱法糖产量提高24.65％。而微波处理在稀碱处理后集中辅助处理的效果比较好，还原糖产量达480.06mg/g，比单独使用常温稀碱法糖产量提高17.95％。常温处理或采用微波及超声进行短时间的辅助处理的耗能少，且不易产生对酶解和发酵过程中有抑制作用的副产物，因此可作为一种经济环保的方法研究发展，其糖产量仍有大幅上升空间，有待于从处理条件等方面进行进一步改良和研究。
4.在探讨稻草在最佳预处理条件下糖化效果的基础上，对采用稻草和王草混合材料生产燃料乙醇的预处理及酶解条件进行了初步的探讨。总体上，稻草在各种预处理方法处理后的糖产量均高于王草。微波辅助稀碱法处理后，稻草酶解后的糖产量较仅采用稀碱法处理时增加，其中超声间歇辅助法可提高糖产量达39.41％，超声辅助法的处理效果优于微波辅助法，微波集中辅助法的效果优于微波间歇辅助法，可较只采用稀碱法提高20.76％的糖产量。采用1:1的比例混合王草与稻草后的混合材料经超声辅助法1和微波辅助法2预处理后，酶解也可得到较高的糖产量，分别为559.96 mg/g和506.51 mg/g，高于王草与稻草单独处理后糖产量的平均值，这说明混合材料在一定程度上具有优势。并且混合材料可解决燃料乙醇原材料在地域分布，季节，成本等方面的问题，在保证总糖产量的前提下，使材料更加多元化。
在酶解过程中使用超声处理酶解样品后发现，超声辅助酶解可提高稻草的酶解效果，稻草的糖产量由592.58mg/g提高到620.62mg/g。但王草和混合材料的糖产量在经超声辅助酶解处理后较常规酶解方法有降低。原因可能在于稻草与王草经预处理后材料结构发生的变化有所不同，因此在酶解过程中超声处理对酶与材料结合作用产生了不同的影响。