甜高粱含糖量的意义及其影响因素的初步探讨

甜高粱是最有发展潜力的能源作物之一,目前,在众多生物质能源作物中,甜高粱以其独具的高含糖量、高生物产量、高乙醇转化率和高抗逆性成为符合我国国情、适合我国国土、气候条件、既产能源又产粮食的理想作物。甜高粱糖分高低是衡量甜高粱茎秆利用价值的主要指标,提高甜高粱的含糖量具有重大意义。就甜高粱的生态价值、能源价值、饲料价值和糖料价值几方面对甜高粱的利用价值进行了分析探讨,展望了甜高粱未来的应用前景;同时探讨了提高甜高粱含糖量的目的以及影响甜高粱含糖量的一些因素。     

基于粮食生命周期碳核算的粮食安全影响研究进展

基于粮食生命周期的碳核算可找出碳排放较高的活动,有利于碳中和目标下的粮食安全.本文综述了粮食种植阶段及副产物资源化利用阶段的粮食全生命周期碳核算研究进展,并提出了不同阶段的碳减排措施.稻田CH₄与旱地N₂O是种植阶段直接碳排放的主要来源,间接碳排放主要来自氮肥施用,土地利用变化是影响种植阶段粮食安全的另一因素.未来应提高氮肥利用率,合理规划城市建设,建立粮食-林地协同发展的碳核算系统,发展非粮燃料乙醇.能源政策下乙醇副产物生产饲料可降低饲料行业对粮食的需求,粪便还田可减少工业化肥使用,提高土壤质量.未来应继续从碳足迹角度探究乙醇副产物资源化利用对粮食安全的影响,开展作物不同生长期的碳核算研究,帮助建立粮食全生命周期内更细化时间尺度上低碳高产的粮食安全模式,保障粮食安全稳定格局.      

中国木薯产业的供给价格弹性

为了评价木薯燃料乙醇产业的发展对中国农村地区薯农种植行为的影响,利用局部调整-自适应期望综合模型分析了中国木薯播种面积的长期、短期供给价格弹性。研究结果表明中国木薯播种面积的短期、长期供给价格弹性均比较小,在这样的背景下发展木薯燃料乙醇并不会促进薯农增加播种面积,政府期望利用发展木薯燃料乙醇促进中国木薯产业升级的愿望将会落空。考虑到中国木薯燃料乙醇技术路线的生命周期化石能消耗、温室气体排放和传统的汽油技术路线相比并不具备优势,中国发展木薯燃料乙醇产业的必要性令人怀疑。     

中国木薯产业的供给价格弹性

为了评价木薯燃料乙醇产业的发展对中国农村地区薯农种植行为的影响,利用局部调整-自适应期望综合模型分析了中国木薯播种面积的长期、短期供给价格弹性。研究结果表明,中国木薯播种面积的短期、长期供给价格弹性均比较小,在这样的背景下发展木薯燃料乙醇并不会促进薯农增加播种面积,政府期望利用发展木薯燃料乙醇促进中国木薯产业升级的愿望将会落空。考虑到中国木薯燃料乙醇技术路线的生命周期化石能消耗、温室气体排放和传统的汽油技术路线相比并不具备优势,中国发展木薯燃料乙醇产业的必要性令人怀疑。     

木薯燃料乙醇生命周期能源效率评价

利用生命周期评价理论，建立了木薯燃料乙醇生命周期能源效率评价模型．以总体能源消耗、化石燃料消耗、石油消耗、净能源产出和能源综合利用率为评价指标，对木薯燃料乙醇进行了生命周期能源效率评价．结果表明：与汽油相比，木薯燃料乙醇生命周期整体能源消耗增加22%，化石燃料消耗降低54%，石油消耗降低96％，净能源产出偏低45％，能源综合利用率偏低8％．木薯燃料乙醇是潜力巨大的绿色燃料．     

环境约束下的中国内地建筑业效率地区差异评价

该文采用超效率数据包络分析(data envelopment analysis,DEA)方法,根据2005—2010年中国内地各地区建筑业的面板数据,进行环境约束下的效率评价,揭示中国内地建筑业的效率发展情况及内地各地区间的差异。依照生命周期评价(life cycle assessment,LCA)理论,根据建筑业的材料消耗测算其生命周期环境影响的社会支付意愿(willingness to pay,WTP),并将其作为环境投入引入到超效率DEA评价模型中,弥补了过去DEA效率评价在处理非期望产出问题上的不足,并通过比较不同模型的评价结果,反映出环境问题对内地各地区建筑业不同的效率影响程度。利用投影寻踪方法,结合效率评价所得到的3个主要指标(建筑业效率、环境投入影响率、效率增长率),综合评价内地各地区建筑业效率的总体情况,结果显示中部地区受制于建筑业环境影响较大,而在综合效率情况上落后于东部及西部地区。     

以甜高粱渣为原料发酵生产乙醇

研究了以甜高粱渣为原料生产燃料乙醇：甜高粱渣经磷酸水解,水解液中和浓缩后接入管囊酵母（Pachysolen tannophilus）发酵生产乙醇,水解残渣加入纤维素酶和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）同步糖化发酵。通过正交实验研究了磷酸水解甜高粱渣的条件,最优条件为：磷酸浓度80g/L、反应温度120℃、反应时间80min、固液比1∶10,最大还原糖得率为0.3024g/g干物料。水解液管囊酵母发酵最大乙醇浓度为14.5g/L;水解残渣同步糖化发酵,当底物浓度为5%时最大乙醇浓度达5.4g/L。总乙醇产率为0.147g/gDM。     

中国适宜发展生物液体燃料的边际土地资源分析

 在能源短缺和环境污染压力日益紧迫的背景下，生物液体燃料以其清洁、低碳、可再生性逐渐成为重要的替代能源之一。中国人多地少，在边际土地上种植非粮能源作物是发展生物液体燃料的有效途径。以中国生物液体燃料的3种主要原料作物（燃料乙醇原料甜高粱、木薯和生物柴油原料油菜）为研究对象，利用多因子综合分析法和动态阈值法评估适宜其发展的边际土地（包括宜能荒地和冬闲田）资源量并探究优化发展模式，为合理规划能源植物种植和产业布局提供数据支持。研究结果表明： 2015年，中国适宜甜高粱和木薯种植的宜能荒地面积分别为3463.67万ha和1232.82万ha，适宜油菜种植的冬闲田面积为1995.16万ha；在优化发展模式下，中国适宜生物液体燃料原料作物种植的边际土地面积可达5997.71万ha。     

内蒙古自治区未利用土地可再生能源潜力评估

 内蒙古自治区的可再生能源丰富,在中国未来可再生能源发展版图中具有重要地位。结合空间分析技术和多准则分析评价方法,对内蒙古十二盟市未利用土地上的生物液体燃料、风能发电和太阳能发电资源潜力进行评估,并给出协调发展3类能源的空间布局建议。研究结果表明：阿拉善盟由于未利用土地面积较大,具备3种可再生能源同时进行资源开发的潜力;针对甜高粱燃料乙醇,除阿拉善盟外,鄂尔多斯市也具有较大的可开发潜力;对于风电开发,可优先考虑巴彦淖尔市和乌海市;光伏发电发展应聚焦在阿拉善盟和锡林郭勒盟。     

管囊酵母的诱变育种及甜高粱渣水解液发酵

对管囊酵母1771进行硫酸二乙酯(DES)与紫外线(UV)复合诱变,筛选得到一株菌DU-13,其糖醇转化率较出发菌株提高28.7%。用DU-13菌株在甜高粱渣酸水解液和发酵培养基中进行发酵,乙醇产量分别为3.5g/L和7.4g/L;转化率分别为0.173g/g和0.250g/g,水解液发酵效果不如发酵培养基。在甜高粱渣酸水解液中添加营养物质,并设计正交实验优化添加方案。将优化水解液在相同条件下利用DU-13菌株进行发酵,结果表明优化水解液发酵效果优于发酵培养基和水解液：乙醇产量为13.5g/L,转化率为0.378g/g。     

盐胁迫下甜高粱光能利用能力的变化

以甜高粱的一个优良品种---绿能一号为试验材料,对盆栽幼苗进行盐胁迫（0、50、100、200 mmol·L -1）处理。通过光合气体交换参数和叶绿素荧光猝灭动力学研究了盐胁迫对甜高粱幼苗碳同化能力和光系统Ⅱ光化学效率的影响。结果表明,在50 mmol·L -1盐处理下甜高粱的光能利用能力和对照相比无显著差异,随盐处理浓度的升高,甜高粱的光合利用能力受到明显的抑制,在100和200 mmol·L -1盐处理条件下,甜高粱的φPSII、qP 和 Pn 等指标均显著降低,在200 mmol·L -1的盐处理下有最小值。     

转轮热回收计算方法及节能分析

以全年时段图的形式直观计算全国各典型地区转轮全年热回收的冷热量.通过计算,分析了不同地区转轮的节能效果以及经济效益,建立了转轮热回收计算模型.计算结果表明:转轮冬季回收能量多于夏季,热回收全热能量在我国分布为从南至北逐渐增多;在长江流域地区,冬夏季潜热回收能量相当;全热回收中,冬季高于夏季,约为夏季的2倍.基于全生命周期法,我国大部分地区转轮热回收的投资回收期均为6年以内.     

基于EIO-LCA的燃料乙醇生命周期温室气体排放研究

基于中国2007年EIO-LCA模型和PLCA构建了混合生命周期评价模型, 计算了木薯乙醇生命周期的温室气体排放量, 并将间接排放分解到43个行业部门。研究显示, 木薯乙醇生命周期温室气体净排放总量为96.2 g/MJ, 其中直接和间接排放量分别为130.2和36.9 g/MJ, 光合作用吸收CO₂ 70.9 g/MJ。间接排放中, 排放最多的部门是电力、热力的生产和供应业, 占间接排放总量的32.2%。另外, 相对于传统汽油, 木薯乙醇的减排效果并不明显。混合生命周期评价模型能更全面的计算燃料乙醇生命周期的温室气体排放量, 反映间接排放在生产链各部门的分布情况, 对相关减排政策的制定具有指导意义。     

我国建筑业全生命周期碳排放收敛性研究

利用2005—2018年中国大陆地区30个省份的面板数据,结合新古典经济增长收敛假说的基本思想,以建筑业全生命周期碳排放数据为研究对象,探讨了我国建筑业全生命周期碳排放的收敛特征及其主要影响因素。结果表明,不同时期全国及三大地区的碳排放σ收敛特征不同;全国及三大地区既存在绝对β收敛,又存在条件β收敛,这表明我国各地区碳排放的空间差异呈现出逐步缩小的趋势,但各地区条件收敛具有不同的影响因素。研究结果有助于我国各地区有针对性地建立适合自身情况的建筑业碳减排政策体系,以早日实现我国“双碳”目标。     

基于生命周期评价法的能源草环境影响及综合效益评价

面对世界能源的紧张局势,开发利用环境友好的、可再生的生物燃料专用型能源草进行纤维素乙醇制备显得尤为重要.因此,建立一个全过程的能源草制备纤维素乙醇生命周期环境影响评价模型是十分必要的.本文依据生命周期理论,首先对能源草制备纤维素乙醇的过程进行生命周期的清单分析,在此基础上,利用BP神经网络和AHP-FCE法对能源草从种植到纤维素乙醇制备过程中的环境影响及综合效益进行了评价.研究结果表明,从可持续发展的角度讲,能源草作为替代能源具有很好的应用前景,且象草综合效益最优.     

镉胁迫下硫对甜高粱幼苗根系形态和生理特性的影响

以甜高粱为材料,采用水培试验的方法,研究了不同浓度S(0、120、240μmol/L)对镉(10μmol/L)胁迫下甜高粱幼苗根系的生长影响。结果表明:镉胁迫下,甜高粱幼苗根系的生长受到抑制、根系活力下降、丙二醛(MDA)大量积累、细胞透性明显增加、过氧化物酶(POD)活性降低,向培养液中添加不同浓度的硫,均能有效缓解镉胁迫对甜高粱幼苗的毒害,与无硫对照相比,施加硫可以促进甜高粱幼苗根系的生长,增加幼苗根系中的根系活力、提高POD的活性,降低细胞透性和MDA在根中的积累,其中,用120μmol/L的硫能够有效缓解镉对甜高粱幼苗根系的毒害作用。     

聚乙二醇模拟干旱对甜高粱幼苗生长及抗旱性的影响

研究了不同浓度聚乙二醇(PEG2000)溶液处理对甜高粱幼苗苗高、鲜重、叶长、脯氨酸以及丙二醛含量的影响。结果表明:不同浓度PEG2000胁迫下,随着PEG2000浓度的升高,甜高粱幼苗的鲜重、苗高和叶长均减小,浓度在20%以下,降低不明显,当浓度达到30%时,显著降低;而丙二醛和脯氨酸含量随着PEG2000浓度的升高均上升,浓度在20%以下,降低不明显,当浓度达到30%时,升高显著。表明甜高粱幼苗在20%PEG2000处理下具有较强的耐旱性,当浓度达到30%时,甜高粱幼苗抗旱性降低,生长受到抑制。     

电场与燃烧耦合研究进展

 为了提高能源转换效率、降低燃烧副产物的排放,利用电场增强燃烧、控制燃烧火焰特性已逐渐引起研究人员的注意.本文从竖向、横向(即径向)和单电极式等不同的电场形式对燃烧场的影响展开论述.不同的电场形式下,通过改变电场参数,对电场中不同燃料的燃烧火焰特性变化规律进行研究,以此考查电场与燃烧耦合时的特性.研究表明,利用竖向电场力来平衡浮力可以粗略模拟微重力下燃烧时的扩散火焰,燃烧速率受电场强度影响,4kV时最小;利用横向电场可以改变火焰形状(如高度降低)及颜色,也可以助燃低热值燃料,实现可靠点火和稳定燃烧;对于单极式电场,观察到3种不同类型的振荡火焰.然后,对利用电场降低燃烧副产物的可行性进行了阐述.最后指出,迄今未见对不同电场形式与燃烧火焰特性的系统研究,缺乏相应的基础数据、电场参与下的燃烧反应动力学模型以及完备的燃烧场耦合机制分析.     

道路工况下有机朗肯循环系统节能潜力分析

针对有机朗肯循环(ORC)的研究集中于理想发动机而对真实道路工况下的研究不足的现状,对真实道路工况下ORC系统的节能潜力进行了分析。利用GT-Suite软件中的不同模板,分别建立了发动机、ORC系统、动力传输系统和其他零部件的模型,并在此基础上建立了整车仿真模型。仿真结果表明,发动机和ORC系统模型准确。利用所建整车模型分析了新欧洲驾驶循环(NEDC)和重型柴油车(HHDDT)高速巡航两种道路工况下发动机的排气能量特性、ORC系统的运行特性及节能潜力。结果表明:NEDC工况下的发动机排气能量波动较大,变化范围为5.8～36kW,平均能量回收效率为2.01%,其中,市区工况下的平均排气能量为10.3kW,平均能量回收效率为1.34%,郊区工况下的平均排气能量为18.3kW,平均能量回收效率为3.32%;HHDDT高速巡航工况下的发动机排气能量波动较小,变化范围为5.2～27.7kW,平均排气能量为20.0kW,平均能量回收效率为4.01%;ORC余热回收系统更适用于高速巡航及郊区工况,应尽量避免在车速较低且波动较大的市区工况下使用。     

脱硫副产物在碱化土壤改良中的应用

通过分析在不同脱硫副产物施用量下土壤理化性质的变化规律,对脱硫副产物改良碱化土壤进行理论研究,探寻改良碱化土壤的优化利用模式.采用宁夏银川和内蒙古鄂尔多斯的四种土样,每种土样分别加入4个水平(施用量分别为土样质量的0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)的脱硫副产物,观察改良效果.结果表明:脱硫副产物能降低土壤pH和碱化度,改善土壤理化性质,从而达到改良碱化土壤的作用;碱化土壤的改良效果在一定的范围内(0～2.0%)与脱硫副产物的用量呈正相关,超过这一范围,不但不能提高改良效果,而且还会有大量的盐分累积,增加改良的难度;脱硫副产物改良碱化土壤的最佳用量范围为0.5%～1.0%.