石油替代战略与生物质能源中长期发展目标

以我国发展生物质能源的资源保障为基础,包括土地资源、林地资源、秸秆资源、农林剩余物,以及有机废弃物资源等,分析了我国生物质资源的地位作用和发展前景,综述了燃料乙醇、生物柴油、沼气等主要生物能源产品及其转化技术,介绍了我国对各种生物质能源产品从目前到2050年分阶段的发展目标,并且从政策、技术、环保等多个角度,提出了一些发展生物质能源的建议。     

生物质化工产品拓展开发和应用

生物质遍布世界各地,其资源数量庞大,形式繁多,其中包括薪柴、农林作物、尤其是为获取能源而种植的能源作物、农业和林业残余物、食品加工和林产品加工的下脚料、城市固体废弃物、生活污水和水生植物等等。中国的生物质能源资源则主要包括农林废弃物及农林产品加工业废弃物、薪柴、人畜粪便、城镇生活垃圾及污水等。     

竹加工剩余物与聚丙烯共催化热裂解的研究

采用专用的工艺共裂解竹加工剩余物与聚合物废弃物,优化竹加工剩余物与聚丙烯共催化热裂解工艺。实验以转化率及转化组分为指标,对物料配比、反应温度、催化剂等因素进行对比实验;以气相色谱分析气体产物中各组分的分布。结果表明,在物料比为6∶4,温度为440℃时,使用分子筛催化剂,能促进反应程度,生物质与聚合物共热解具有协同作用,提高转化率,气体烃C3和C4占总气体烃的67.41%。     

不同热解温度下生物质废弃物制备的生物质炭组成及结构特征

以玉米秸秆、 树枝和树叶3种生物质废弃物为原料, 分别采用差热/热重分析(TG/DTG)、 红外光谱(FT IR)、 Boehm滴定及X射线衍射（XRD）方法考察热解温度为350,550,750 ℃时制备的生物质炭结构及组成特征. 结果表明： 玉米秸秆原料的热稳定性最低, 热解过程中质量损失最大, 其次是树枝和树叶; 玉米秸秆原料的XRD谱弥散程度最大, 构成炭的微晶层数相对较少; 不同原料在相同温度制备的生物质炭, 其单位质量含有的表面官能团种类和总量相近, 但pH值差别较大, 其中玉米秸秆制成的生物质炭pH最大; 随着温度的升高, 相同原料制备生物质炭的芳香化程度增加, 表面官能团总量减少, pH值升高, 纤维素和半纤维素特征峰消失, 结构趋于石墨微晶.     

从废弃物处理到生物质制造业:基于热裂解的生物质科技与工程

 新近发展的生物质热裂解炭化工程技术在安全处置废弃物的同时,可实现生物质分离、分质和分值化资源综合利用,在低碳、环保、循环处理生物质废弃物上具有突出的比较优势,成为新型绿色工程技术。通过发展和完善适于不同类型废弃物的热裂解炭化工程技术系统,一个以生物质基的新能源、新肥料和新材料为关键产品的新兴生物质产业呼之欲出。基于天然有机质的结构-功能关系、颗粒有机质的团聚体强化作用和生物质炭材料的生态系统工程师效应等3大原理,生物质产业提供了改良土壤、化肥替代和环境治理的新型农业资源,而服务于未来绿色农业发展。中国废弃物生物质产业可达到3亿t生物质炭材料规模,其发展需要新的生物质科技与工程学科的支撑,需要工程技术的研发创新和相关标准制定的推进。     

农林固体有机废弃物压缩成型研究进展

农林固体有机废弃物是很重要的生物质资源,其质地松散,压缩可使分子间致密紧凑,节约空间,便于储运和加工利用.因此,有关农林固体有机废弃物压缩成型技术与设备等方面的研究一直备受人们关注.简要介绍了农林固体有机废弃物资源化利用类型及压缩成型研究现状,对压缩成型原理及相关影响因素进行了分析,针对使用比较广泛的3种成型工艺即常温压缩成型、热压成型、炭化成型分别进行了介绍,分析了不同类型压缩成型设备的差异,总结发现有关农林固体有机废弃物收集、成型前处理、压缩成型、后续深加工以及应用专属性评价等全过程管理与技术体系还不完善的地方,展望了今后压缩成型技术的发展趋势.     

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。     

绿色过程特征指标现状

节能与碳减排。目前,我国制造过程能耗水平接主要产业产品单位能耗计,较发达国家高20%～60%。资源高效清洁利用绿色过程是指资源(矿产、油气、生物质)加工转化为产品的过程中,原料利用率高、能耗低、废弃物产生量小的资源可持续利     

旋转锥式生物质热解系统及热载体动力学研究

生物质是一种再生的能源资源,通过热解液化技术可将生物质（木屑、秸杆、稻壳及甘蔗渣等）有机废弃物液化为生物质油。本文介绍了自行设计的以旋转锥反应器为核心的闪速热解系统及反应器的工作原理,并对热载体在反应器内的动力学进行了分析,系统可确定热载体在旋转锥不同锥角、不同旋转角频率ω下,足以影响生物质油产率的重要参数一一固体滞留期ｔ,为反应器的设计提供了极为方便的计算方法。     

生命周期视角下城市碳足迹核算及实现碳中和的路径建议

基于生命周期视角构建了城市碳足迹核算框架及方法学模型,系统地核算及追溯了碳排放在开放的城市“自然-经济-社会复合生态系统”中的足迹,主要涵盖城市地域边界内的直接生产碳排放以及跨境间接碳排放（主要包括城市所需的关键支撑物质、排放的主要废弃物,以及跨境交通分别在上游、下游产生的间接碳排放）,并选取深圳市作为案例进行分析．结果表明,2015年深圳市碳足迹总量为6566.19万t CO_2e,具体为:1）城市内主要产业部门及居民消费的能源活动及非能源活动引起的直接碳排放量（Scope 1）为3282.38万t CO_2e,占深圳市碳足迹总量的49.99%,其中工业能源部门占比最大,为36.95%;2）城市外调电力消费引起的间接碳排放（Scope 2）占城市碳足迹总量的18.89%;3）跨境运输、关键支撑物质的上游产业链以及废弃物在下游处理过程中隐含的间接碳排放（Scope 3）占城市碳足迹总量的31.12%,其中5.37%来自跨境交通,22.26%来自主要物质上游供应链,3.49%来自下游废弃物处理．由此可知,2015年深圳市在城市上下游跨边界的间接碳排放量与城市内部的直接排放量相当,不容忽视．研究结果可为厘清城市自身碳排放现状及应对碳中和战略提供政策建议及管理启示．      

林业生物质资源高附加值成分提取及应用研究

<正>林产品化学是以林业生物质资源为主要研究对象,通过物理、化学和生物等技术手段,研究开发林产化学品的一门科学.林产化学品主要包括林业生物质分泌物、提取物、绿色平台化合物及精细与功能化学品等几类.随着生物技术、分离技术等高新技术的飞速发展,林产化学品正朝着高附加值、定向转化、功能化、环境友好化等方向发展.林业生物质资源高附加值成分提取及其应用研究是林产化学研究的重要领域,林业生物质提取物中的生物活性功能成分的研究和开发利用已成为目前该领域的研究热点和发展趋势,开发功效提取物     

桉树皮和桑枝制备颗粒燃料成型工艺研究

【目的】利用广西栽桑养蚕和造纸加工行业每年产生的大量生物质剩余物,高效制备用于供热领域的颗粒燃料。【方法】以桉树皮(Eucalyptus Bank,EB)和桑枝(Ramulus Mori,RM)作为原料制备生物质颗粒燃料,分析生物质原料的种类、环模孔长径比、颗粒大小、原料含水率以及添加剂含量对颗粒燃料成型效率的影响。【结果】添加少量的木质素粘结剂可以降低生物质原料的成型压力,当原料的含水率为16%~20%,颗粒度为4mm,环模孔长径比为4.5∶1,粘结剂添加量为5%时两种生物质原料都可有效成型,所制备的颗粒燃料的密度≥1.1g/cm3,机械耐久性≥95%。【结论】本研究工艺成型率高,获得的颗粒燃料符合生物质燃料要求。     

不同热解温度下杨树各组分生物质炭的理化特性分析与评价

【目的】通过对不同热解温度下杨树树叶、树枝、树皮生物质炭和秸秆生物质炭的理化特性及结构进行分析,筛选出更适用于林地土壤改良的农林废弃物种类和热解温度。【方法】以杨树不同组分树叶、树枝、树皮和秸秆等4种农林废弃物为原料,分别在300、500和700 ℃温度下制备生物质炭,测定其产率、pH、全碳、全氮含量、阳离子交换量(CEC)、比表面积和表面官能团等指标。【结果】随着热解温度的升高,4种原料生物质炭的产率逐渐降低,灰分含量和pH升高。同一热解温度下,树枝和树皮生物质炭的全碳含量高于树叶和秸秆生物质炭的,而全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量均低于树叶和秸秆生物质炭的。4种生物质炭水溶性盐基离子含量和交换性盐基离子含量均随着热解温度的升高而增加,树叶生物质炭的阳离子交换量总体高于其他3种原料的生物炭。树叶和树皮生物质炭的比表面积和总孔容积总体大于树枝和秸秆生物质炭,树皮和树叶生物质炭在700 ℃时比表面积分别高达597.02和121.01 m²/g。4种原料生物质炭的表面官能团种类基本相同,以芳香骨架为主,表面官能团数量均随着热解温度的升高而减少,芳香化程度增强。【结论】在不同热解温度和原料制备的生物质炭中,树叶和秸秆生物质炭的灰分、pH、N、K和盐基离子含量较高,比较适用于改良酸性土壤,增加土壤养分;而杨树树枝和树皮生物质炭含碳量较高,则适用于土壤固碳,提高土壤有机质含量。其中,500 ℃热解的杨树树叶生物质炭综合性能最好,氮、磷、钾养分耗失最少,阳离子交换能力较强,比表面积大,更适用于土壤改良。     

生物炭材料在垃圾渗滤液处理工艺中的应用进展

城市产生的固体垃圾数量逐年上升,使得垃圾渗滤液成为一个重大问题,亟待解决。在无氧或缺氧状态下,将生物质经高温热解制备富碳的生物炭并用于污水处理,是“以废治废”思路的重要实践。生物炭主要是来源于农作物废弃物、城市垃圾等低成本原料,在农业和环境领域内应用范围广。我国幅员辽阔,各类生物质资源丰富多样,但现阶段生物质资源的不合理处置,也造成大量浪费和环境问题。基础研究表明,将生物质废弃物的治理与渗滤液的处理相结合可实现以废治废。该文首先简要介绍垃圾渗滤液处理工艺,然后阐述生物炭材料在垃圾渗滤液处理工艺中的应用及前景。     

废弃物基生物质炭从水体中吸附磷的研究进展

过量的磷排放容易引起水体富营养化等一系列环境问题,如何对磷元素进行去除和回收利用成为棘手的环境问题。由于具有比表面积大和官能团丰富的优势,容易获得、产生量巨大的废弃物基生物质炭成为一种很有前景的磷回收材料。介绍了制备生物质炭的废弃物来源、影响生物质炭吸附性能的因素及吸附磷机理等,着重分析了不同废弃物原料、负载金属、热解温度等对废弃物基生物质炭吸附性能影响的研究进展。另外,还阐述了废弃物生物质炭吸附水体中磷的实际应用及后续资源化农用情况,并对未来废弃物生物质炭的发展方向做出了展望。     

中国能源困境与转型

中国石油和天然气资源贫乏,进口依存度超过50 %,煤炭的储产比也降到了50以下。中国能源消费结构中煤炭占到七成,CO2排放超过美国。能源转型是当今世界,也是中国发展的大趋势。能源转型的方向是清洁能源,发展清洁能源的重点是可再生能源。中国清洁能源资源具有替代现能源消费总量七成以上的潜力;可再生能源中的小水电、风能和生物质能的可经济利用资源量分别是0.63亿吨,1.23亿吨和10.47亿吨（标煤）。中国生物质原料资源最丰富,而且可以立竿见影地增加农民收入,促进农村经济发展,是发展可再生能源和能源转型的战略重点。     

吉首市古树资源调查

为了探讨吉首市古树资源的保护与利用,对吉首市古树资源进行了实地调查.结果表明：（1）吉首市共有古树1 013株,60种,隶属于29科43属,其中数目较多的树种是枫香（250株）和黄连木（159株）,分别占24.7%和15.7%;（2）吉首市共有一级古树12株,占1.2%;二级古树84株,占8.3%;三级古树917株,占...     

试论全生物质农业

 农业发展历史表明,几千年来的农业是以生物质的作物果实和畜禽肉蛋奶为生产对象的,而占生物量60%的作物秸秆和畜禽粪便只是“农业废弃物”。现代生物质转化技术则可以将这些“农业废弃物”以及所有可利用的生物质转化为种类繁多的生物质能源和生物基产品并再获大幅增值。这是对农业新资源的开发和资源的循环利用,是在污染物的无害化和资源化利用中保护环境,并生产种类繁多的绿色产品。因此,农业在从事种植和养殖的同时,应将“非粮生物质”纳入农业生产系统,由“半生物质农业”或“部分生物质农业”发展到“全生物质农业”或“全生物质利用农业”。     

农业生物质能资源分析与评价

综合分析和评价中国农业生物质能资源总量、用途及分布,结果表明中国具有丰富的农业生物质能资源,主要包括农作物秸秆、畜禽粪便等,发展潜力巨大,是今后发展的重点。如果利用后备土地资源,采取替代种植和提高单产等措施,燃料乙醇的发展潜力为2 000万tce。这为我国制定生物质能政策、规划提供一定的参考。     

基于水足迹的引江济淮调水生态补偿标准研究

生态补偿标准是引江济淮工程调水补偿机制的重要内容。本研究采用水足迹生态补偿标准模型,分别核算了引江济淮调水的水源地和受水区水足迹与水生态补偿标准。2019年工程调水水源地和受水区的水足迹分别为203.63亿立方和874.55亿立方,其中农业水足迹分别占86.84%和90.63%,工业水足迹分别占7.95%和3.55%。水源地和受水区的水量盈余分别是127.61亿立方和-734.06亿立方,引江济淮调水在一定程度上缓解了受水区水资源紧缺的矛盾。水源地获得的生态补偿标准是25.07亿元,其中以安庆市最多（8.458亿元）,其他3市相差不大（5.378亿元～5.795亿元）。受水区提供的生态补偿标准是50.531亿元,以合肥市和淮南市最多,分别是8.550亿元和8.416亿元,各市补偿标准差异性显著（1.586亿元～8.550亿元）。基于以上结果,一方面需优化农业种植结构,节约用水,促进水资源高效利用;另一方面,以水资源生态补偿标准为依据建立补偿机制,有利于促进工程调水的可持续性。