生物质气化技术的再认识

近现代,生物技术在工业、农业和能源领域得到广泛应用,对世界科技和经济发展起到重大的变革和促进作用。由于化石燃料资源性枯竭问题和环境污染问题,寻找一种清洁、可再生的替代燃料和燃料生产技术已迫在眉睫。生物质气化技术作为一种清洁的可再生能源利用技术得到了快速发展,然而由于气化设备自身不够成熟以及未对气化副产物(生物质炭和生物质提取液)加以有效利用等问题,严重阻碍了生物质气化技术的商业化推广和运行。生物质气化多联产技术是指基于生物质下吸式固定床气化的气、固、液三相产品多联产及其产品分相回收、利用技术。该技术的提出,以及相关核心设备的开发成功与应用,为生物质气化技术的进一步发展提供了新的思路。笔者详细介绍了气化技术发展的历史和困境、生物质气化多联产技术的路线和核心设备以及多联产技术产品的开发和应用情况。     

能源动力系统应与环境相协调

<正>问题的提出20世纪能源的开发、利用技术得到了空前发展,人类在这100年中年能源供应量增长了10倍,以化石燃料为主的能源利用结构对我们的生存与发展起到了关键性作用。但在现有技术下,化石能源的大量使用给地球环境造成了严重危害,使人类生存空间受到了极大的威胁。人们逐渐认识     

第三代生物质精炼技术发展简析

一、前言 能源是人类社会赖以生存和发展的基础,是经济发展的血液和粮食。为了缓解匮乏的化石能源对世界经济可持续发展的制约,人类正在致力于开发利用各种新能源,其中包括核裂变、核聚变不可再生能源．以及风能、太阳能、水能、生物质能等可再生能源。特别是生物质能．由于其具有再生性特点,以纤维素生物质生产燃料乙醇（生物质第二代精炼技术）为代表的生物质能技术研发,正如火如荼的开展。该技术一旦得到突破,将有效避免化石能源短缺对世界经济的制约以及化石资源的工业化利用所造成的严重环境污染。     

中国生物液体燃料技术经济分析及预测

该文建立了生物液体燃料出厂价格(PGP)计算模型,在求得初始投资、原料成本、运营成本、贷款及利息、税费的基础上,采用净现值(NPV)法,求解产品最低出厂价格,并给出各类成本在液体燃料不同阶段出厂价格中所占的比例。该文选取了17种具有代表性的技术路线进行分析和预测,旨在为科研和产业发展提供指导,为国家制定产业发展政策及产业布局提供决策支持。研究结果表明:1.5代生物液体燃料出厂价格对原料成本高度敏感,占54%~90%,以非粮淀粉和糖类为原料的燃料乙醇和以小桐子为原料的生物柴油或航空煤油可在2020—2025年之间实现与化石燃料相比具有竞争力;对于2代生物液体燃料,原料成本及运营成本对出厂价格的贡献基本相当,分别占13%~40%和21%~48%,可在2020—2030年间实现成本的大幅下降,2025年前后与化石燃料相比具备竞争力;对于3代生物液体燃料,其出厂价格对原料成本最为敏感,占64%~96%,2040—2045年之间才能够与化石燃料相竞争。税费优惠政策对生物液体燃料的发展至关重要,可使大部分燃料提前10~15a与化石燃料相比具有竞争力;同时,对化石燃料征收碳税将有助于生物燃料更早实现其竞争优势,但近中期所能发挥的作用有限。本研究建议政府合理布局生物液体燃料产业发展,在原料育种和原料收储运体系建设、生物燃料技术研发与示范方面给予支持;在一定时期内对生物液体燃料免征消费税和所得税,实行增值税即征即退;对化石燃料征收碳税。     

加速碳中和的能源载体和动力总成技术

由于“巴黎协定”和中国碳中和的气候保护目标及对能源独立的追求，需要加速对节能减排和二氧化碳中和的技术研究与开发。目前，在汽车动力系统的节能减排与碳中和方面，主要有3种发展概念：电池驱动；燃料电池驱动；基于二氧化碳中和的内燃机可持续合成燃料驱动。根据能源使用的生命周期，将效率因素简化归纳为决策因素，在时间上无法反映出减少二氧化碳排放及减少化石能源的需求。与必要的能源供应相比，可再生能源的区域可用性有限，因此须以成本效益优势的方式来解决化石能源大规模替代的技术与基础建设问题。除了直接使用可再生电力外，绿色氢气和衍生的合成燃料可以大大加快化石能源的替代。短期内，合成燃料可以实施到全球的现有车辆上（约12亿辆），并持续增加混合汽油、柴油或天然气的混合比例，直到化石能源完全被绿色的氢气、合成燃料或电力所取代。介绍了氢气动力系统（H₂内燃机和燃料电池动力系统）与合成燃料相关的技术解决方案。     

生物质液体燃料生产系统技术经济建模及分析

利用生物质生产液体燃料是世界可再生能源发展的趋势之一。由于生物质液体燃料的原料来源及收集方式和生产工艺具有特殊性,其生产系统与现有化石液体燃料有较大区别。该文建立了包括多个通用模块的技术经济分析模型,以解决不同原料和工艺路线的生物质液体燃料生产系统的投资及成本分析和生产组织优化等问题。利用该模型对以玉米秸秆为原料的乙醇生产系统进行了案例分析。分析结果表明:目前1万t/a规模的玉米秸秆乙醇单位成本以加工费用为主,乙醇产出系数和生产操作费用系数变化对于成本影响最大。     

煤燃烧国家重点实验室

华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，1991年6月建成通过国家验收，属国家开放性实验室。实验室立足国家能源建设与环境保护需求，致力于以煤为代表的化石燃料和以生物质为代表的绿色燃料的燃烧和转化过程及其中污染物生成规律和控制方法的应用基础研究，促进先进的高效率低污染能源利用技术和装备的开发，服务国家经济、环境和社会的可持续发展，     

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．     

生物质液体燃料生产系统技术经济建模及分析

利用生物质生产液体燃料是世界可再生能源发展的趋势之一。由于生物质液体燃料的原料来源及收集方式和生产工艺具有特殊性,其生产系统与现有化石液体燃料有较大区别。该文建立了包括多个通用模块的技术经济分析模型,以解决不同原料和工艺路线的生物质液体燃料生产系统的投资及成本分析和生产组织优化等问题。利用该模型对以玉米秸秆为原料的乙醇生产系统进行了案例分析。分析结果表明:目前1万t/a规模的玉米秸秆乙醇单位成本以加工费用为主,乙醇产出系数和生产操作费用系数变化对于成本影响最大。     

煤燃烧国家重点实验室(华中科技大学)

煤燃烧国家重点实验室始建于1988年,于1991年6月通过国家验收,属国家开放性实验室。现任学术委员会主任为中国科学院院士陶文铨教授,实验室主任徐明厚教授。煤燃烧国家重点实验室立足国家能源建设与环境保护需求,致力以煤为代表的化石燃料和以生物质为代表的绿色燃料的燃烧和转化过程及其污染物生成规律和控制方法的应用基础研究,促进先进的高效率低污染能源利用技术和装备的开发,服务国家经济、环     

微藻:生产生物燃料的新方法

传统化石燃料的使用,以严重的环境污染为代价,且具有不可再生的特点,未来必将严重制约经济社会的发展。以微藻为原料生产生物燃料,具有清洁、可持续以及培养简单的优势,可以作为未来能源利用的一条新途径。     

氮化碳复合材料研究进展

<正>21世纪以来,随着科学技术的发展,人类社会的经济和生活水平得到了极大提高。然而,伴随而来的能源和环境问题日益成为了可持续发展的绊脚石。例如煤、天然气、石油等不可再生的化石燃料的大量消耗,以及这些资源燃烧所释放出来的CO_2温室气体和SO_2、NO_x等有毒气体对环境恶化和人类健康造成严重危害。因此,开发一种绿色高效、无二次污染的先进技术来治理这类问题愈加紧迫。半导体光催化是一种仅仅利用太阳能为原     

生物质能：21世纪主要能源之一

生物质能是由植物光合作用固定于地球上的太阳能,有可能成为21世纪主要新能源之一。据估计,植物每年贮存的能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍;而作为能源利用量还不到其总量的l%。高效利用生物质能源,生产各种清洁燃料,替代煤炭,石油和天然气等燃料,生产电力。而减少对矿物能源的依赖,保护国家能源资源,减轻能源消费给环境造成的污染。专家认为,生物质能源将成为未来持续能源重要部分,到2015年,全球总能耗将有40%来自生物质能源。生物质能采用高新技术将秸秆、禽畜粪便和有机废水等生物质转化为高品位能源,开发生物质能源将涉及农村发展、能源开发、环境保护、资源保护、国家安全和生态平衡等诸多利益。发展生物能源的初衷就是保护生态环境,在实际应用中也是以此为基点。这也是我国超前发展的一次很好机会,发展生物质能是一件利国利民的好事情。生物质能源不仅是安全、稳定的能源,而且通过一系列转换技术,可以生产出不同品种的能源,如固化和炭化可以生产因体燃料,气化可以生产气体燃料,液化和植物油可以获得液体燃料,如果需要还可以生产电力等。目前,世界各国,尤其是发达国家,都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术,保护本国的矿物能源资源,为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。     

发展太阳燃料 推进生态文明

 能源是人类社会发展的物质基础，燃料是最重要的能源。人类社会文明的每一次飞跃，都与能源变革直接相关。农耕社会，人类主要依靠收集自然植物等作为能源燃料。工业革命之后，煤炭、石油和天然气等化石资源逐渐成为全球主要能源来源，随着社会经济飞速发展其消耗总量急剧增长。长期、大量地使用化石资源，一方面由于其不可再生而导致资源逐渐枯竭；另一方面，化石资源使用过程中释放出大量温室气体——CO₂及污染物，导致全球气候变化、自然灾害频发以及大范围雾霾等极端天气的出现。日益恶化的生态环境严重威胁着人类生存和社会可持续发展，开发和利用可再生能源成为全人类的共识。     

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。     

固定化酵母发酵生产燃料乙醇研究进展

能源是影响当今世界发展的一大重要因素。随着石油资源的日渐枯竭,寻找替代性能源成为当下一大研究热点。燃料乙醇作为一种良好的替代能源也越来越受重视。已有的研究表明,固定化酵母技术生产燃料乙醇具有相对于游离酵母发酵明显的优越性。本文综述了国内外酵母固定化技术在发酵生产燃料乙醇方面的研究进展,主要包括固定化酵母发酵生产燃料乙醇的特点、酵母固定化方法和固定化酵母生物反应器,同时列举了该技术的进一步研究方向。     

纤维素能源的研究动向

当今世界的注意力已经集注于纤维素物质作为燃料、食物、化学制品的开发和利用上面。纤维素物质是地球上数量最大的有机物质,每年的生成总量约有1000亿吨,按全球39亿人口计,人均每天就有70公斤。如果能利用这个总量的10％,每年就可以得到5000亿加仑的液体燃料,相当于美国年耗汽油量的5倍。正因如此,纤维素能源引起了人们的极大兴趣。但就目前的技术状态,这种能源的开发尚未达到大型工业化程度,许多技术问题有待进一步研究解决。为了利用年复一年可以复苏的资源,纤维素须首先降解。本文拟就各种水解技术的新进展进行讨论。     

封面图片说明：加快形成能源-水-环境系统可持续发展

 21世纪是人口快速增长、经济高速发展、城市迅速扩展的时期，水资源和能源的需求也持续增长。煤炭、石油等化石能源的生产、转化，水利、电力、核能发电的过程，生物质燃料、页岩气等新能源的开发，都需要耗费大量的水资源。     

减排二氧化碳发展低碳经济首先要重视节约使用化石能源

分析了能源消费和经济发展的规律,可再生能源的特点、大量开发利用存在的技术瓶颈和减排二氧化碳的效果,认为我国能源消费总量正处在持续增长期,未来40年内可再生能源不可能成为我国的主要能源,化石能源仍将是我国能源的主体,提出减排二氧化碳、发展低碳经济,要首先重视节约使用化石能源。归纳了我国化石能源开发利用取得的成就和存在的问题,提出了节约使用化石能源的对策,一是确定比较合理的GDP增长速度,建立化石能源消费总量控制指标体系;二是建立化石能源加工利用过程全寿命周期能效及二氧化碳排放的评价方法,通过不断优化提高化石能源利用效率;三是从我国化石能源资源状况出发,研究建立符合国情的低碳现代化生活消费模式;四是充分利用财政税收政策和行政手段鼓励和强制节能;五是加强节约使用化石能源的技术、材料、产品的研究开发和推广应用;六是加大资金投入,实现化石能源的优化利用和节约使用。     

绿色科技

绿色技术即根据环境价值,运用现代科技防止污染、保持环境的技术。1994年美国环保局科技计划中,把绿色技术分为“深绿色技术”和“浅绿色技术”。“深绿色技术”是指污染治理技术,如利用垃圾合成土壤、生产燃料及垃圾发电技术。“浅绿色技术”则是指清洁生产及能源资源的节约和综合利用等技术,如电动汽车开发技术。聚乙烯生产新工艺等。绿色技术要求企业在选择生产技术、开发新产品时,必须做出有利环保的选择。绿色贸易生产环保设备的部门称为绿色产业,为环保提供技术、服务及环保设备的进出口交易称为绿色贸易。日前西方国家十分重视…