《生物质能源与废弃物资源利用》课程教学大纲
英文名称：Biomass energy and waste resource utilization
课程号：
一、课程基本情况
1、学分：2
2、学时：32 （其中：理论学时：32 实验学时：0 上机学时：0）
3、课程类别：专业限定选修课
4、适用专业：资源循环科学与工程专业
5、先修课程：化工原理、化工热力学、化学反应工程
6、后续课程：化工设计
7、开课单位：化学与化学工程学院
二、课程介绍
《生物质能源与废弃物资源利用》是资源循环科学与工程专业的专业方向限定选修课程之一。它是在学生完成化工原理、化工热力学、化学反应工程等课程学习的基础上，应用化学工程的观点和方法来研究生物质能源的利用与开发、生物固体废弃物的资源化技术。
本课程主要介绍生物质能转换技术定义及类型、生物能源植物的经济性能及生物能源原料选择、主要能源植物遗传育种、主要能源植物高效生产、生物质的直接燃烧技术、生物柴油技术、燃料乙醇技术、生物质热裂解机理及工艺、生物质气化技术、生物质压缩成型技术、生物质固体废弃物的利用，使学生了解生物能源生产、科研全貌，初步掌握主要能源植物遗传育种、主要生物能源原料高效生产和主要生物质能转换、利用方式技术及其存在的主要问题和发展方向，并帮助学生在研究工作中寻找突破口。
三、课程的主要内容及基本要求
第一章生物质的概念、功能及种类（共3学时）
（一）教学内容：
第一节地球生物质循环以及生物质的功能
知识点：能源的基本概念，能源在人类发展历史中所起的重要作用，传统能源所面临的问题。生物质分类及资源量，生物质能源利用现状及发展趋势。生物质在物质循环中的功能与意义。
第二节生物质的特征
知识点：生物质的类型，生物质的化学组成与特点。
第三节生物质能源及非能源生物基产品的潜力
知识点：生物质能源的分类，各种生物质能源简介，非能源生物基产品的潜力。
本章教学重点：能源的基本概念，生物质分类及资源量，生物质的化学组成与特点，生物质能
源的分类。
本章教学难点：各种生物质能源简介。
（二）教学基本要求：
1、基本知识、基本理论：了解课程的结构框架和编排体系，了解能源的现状；掌握生物质能源的分类及特点。
2、能力、技能培养：掌握生物质能源开发利用的问题。
（三）实践与练习
能源的发展史，生物质能源的分类及特点等。
（四）考核要求
生物质的类型，生物质能源的分类及特点等。
第二章废弃物资源（共2学时）
（一）教学内容：
第一节农业废弃物
知识点：农作物秸秆资源的产量，资源分布。主要禽畜粪便资源量及其所含量。
第二节林业废弃物
知识点：林业的“三剩物”，林木资源的分布、能源及其所含能量，国内林木资源的现状。
第三节加工废弃物
知识点：农产品加工废弃物，工业加工废弃物。
第四节生活废弃物
知识点：城市生活垃圾资源，生活垃圾的资源化利用。
本章教学重点：各种废弃物资源的现状，资源量及其所含能量。
本章教学难点：废弃物的利用。
（二）教学基本要求：
1、基本知识、基本理论：了解农业废弃物、林业废弃物、加工废弃物、生活废弃物的资源分布，掌握其资源量及其所含能量。
2、能力、技能培养：掌握各种废弃物的分类及利用现状。
（三）实践与练习
通过查找资料了解各种废弃物的资源分布情况。
（四）考核要求
农作物秸秆资源、林业三剩物、生活废弃物的分类，分布等。
第三章生物质原料植物资源（共2学时）
（一）教学内容：
第一节含糖类植物资源
知识点：含糖类植物资源，甘蔗、甜高粱、菊芋的习性和特点。
第二节含淀粉类植物资源
知识点：含淀粉类植物资源，甘薯和木薯的习性和特点。
第三节含油脂类植物资源
知识点：含油脂类植物资源，一年生油料作物、木本油料作物，麻风树、文冠果、光皮树、黄连木、石栗的习性和特点。
第四节含纤维类植物资源
知识点：纤维能源植物的分类，柳枝稞、芒草、巨菌草的习性和特点。
第五节油藻类植物资源
知识点：油藻类植物资源的开发和现状。
本章教学重点：含糖类、含淀粉类、含油脂类、含纤维类和油藻类植物资源的分类，及主要代表性植物资源的习性和特点。
本章教学难点：含糖类、含淀粉类、含油脂类、含纤维类和油藻类植物资源的应用。
（二）教学基本要求：
1、基本知识、基本理论：了解含糖类、含淀粉类、含油脂类、含纤维类和油藻类植物资源的分类，掌握主要代表性植物资源的习性和特点。
2、能力、技能培养：掌握各种植物资源的应用及不同含量物质的应用。
（三）实践与练习
各种植物资源的分类和应用。
（四）考核要求
含糖类、含淀粉类、含油脂类、含纤维类和油藻类植物资源的分类，掌握主要代表性植物资源的习性和特点。
第四章生物质压缩成型燃料技术（共2学时）
（一）教学内容：
第一节概念与原理
知识点：生物质压缩成型的发展历史，生物质原料组成成分，生物质压缩成型特性，压缩成型的主要影响因素，生物质压缩成型工艺。
第二节生物质压缩成型技术
知识点：螺旋挤压成型技术、活塞压力式成型技术、压辊式成型技术、环模压块成型技术、机械冲压成型技术。
第三节秸秆压缩成型技术应用举例
知识点：国外压缩成型技术的发展，国内压缩成型技术的发展。
本章教学重点：生物质压缩成型的特性、影响因素及其成型工艺，生物质压缩成型技术。
本章教学难点：生物质压缩成型的特性、生物质压缩成型技术。
（二）教学基本要求：
1、基本知识、基本理论：了解生物质压缩成型的发展历史，掌握生物质原料组成成分、生物质压缩成型特性，熟悉生物质压缩成型工艺，了解压缩成型技术。
2、能力、技能培养：掌握对不同生物质资源的压缩成型技术。
（三）实践与练习
生物质压缩成型特性，压缩成型的主要影响因素，生物质压缩成型工艺。
（四）考核要求
生物质压缩成型的发展历史，生物质原料组成成分，生物质压缩成型特性，压缩成型的主要影响因素，生物质压缩成型工艺，生物质压缩成型技术。
第五章生物质直接燃烧技术（共3学时）
（一）教学内容：
第一节生物质燃烧原理
知识点：生物质燃烧特性，生物质燃烧过程，生物质燃烧过程的计算，影响燃烧的主要因素，生物质直接燃烧技术的特点。
第二节传统炉灶及其改进
知识点：旧式炕连灶，炕连灶的综合热效率，旧式炕的改进。
第三节生物质直燃发电
知识点：概念及其发电系统，不同种类物质的直燃发电，生物质直燃发电技术的应用现状和展望。
本章教学重点：生物质燃烧过程，生物质燃烧过程的计算，影响燃烧的主要因素，生物质直接燃烧技术的特点，生物质直燃发电概念及其发电系统，不同种类物质的直燃发电。
本章教学难点：生物质燃烧过程，生物质燃烧过程的计算，影响燃烧的主要因素。
（二）教学基本要求：
1. 基本知识、基本理论：了解生物质燃烧过程及特性，掌握影响燃烧的主要因素和技术特点，了解生物质直燃发电系统及其发展现状。
2. 能力、技能培养：运用生物质的燃烧特性和影响因素，确定和设计生物质直燃发电系统。
（三）实践与练习
生物质直燃发电技术的注意事项。
（四）考核要求
生物质燃烧特性，生物质燃烧过程，生物质燃烧过程的计算，影响燃烧的主要因素，生物质直接燃烧技术的特点，生物质直燃发电概念及其发电系统，不同种类物质的直燃发电，生物质直燃发电技术的应用现状和展望。
第六章固体生物质裂解转化技术（共2学时）
（一）教学内容：
第一节生物质汽化技术
知识点：生物质汽化技术的分类，能够汽化的生物质的物理性质，与生物质汽化相关的基本现象，生物质汽化的原理，生物质汽化技术的类型，生物质汽化技术的工艺，国内发展现状及面临问题。
第二节生物质裂解油转化技术
知识点：生物质裂解油的概念，裂解油的物理化学性质，转化工艺过程，生物质裂解油的工艺过程及设备，国内发展现状。
本章教学重点：生物质汽化技术的分类，能够汽化的生物质的物理性质，与生物质汽化相关的基本现象，生物质汽化的原理，生物质汽化技术的类型，生物质汽化技术的工艺，生物质裂解油的概念，裂解油的物理化学性质，转化工艺过程。
本章教学难点：生物质汽化的原理，生物质汽化技术的工艺，生物质裂解油的概念及工艺。
（二）教学基本要求：
1、基本知识、基本理论：了解生物质汽化的基本原理、工艺过程，掌握生物质裂解油的原理及转化工艺。
2、能力、技能培养：通过对生物质汽化、裂解油的原理及工艺的了解，学会设计生物质汽化和裂解油转化工艺。
（三）实践与练习
生物质汽化、裂解油工艺的设计。
（四）考核要求
生物质汽化技术的分类，能够汽化的生物质的物理性质，与生物质汽化相关的基本现象，生物质汽化的原理，生物质汽化技术的类型，生物质汽化技术的工艺，生物质裂解油的概念，裂解油的物理化学性质，转化工艺过程。
第七章生物质燃料乙醇的转化（共3学时）
（一）教学内容：
第一节概述
知识点：燃料乙醇的概念，国内外发展现状。
第二节燃料乙醇的生产原理及工艺类型
知识点：燃料乙醇的生产方法，乙醇发酵的生化过程，乙醇发酵的工艺类型，乙醇发酵过程中常见的微生物。
第三节不同原料的乙醇生产
知识点：糖类、淀粉类原料的乙醇生产技术，木质纤维类原理生产乙醇的工艺，注意事项。
本章教学重点：燃料乙醇的概念，燃料乙醇的生产方法，乙醇发酵的生化过程，乙醇发酵的工艺类型，乙醇发酵过程中常见的微生物，糖类、淀粉类原料的乙醇生产技术，木质纤维类原理生产乙醇的工艺。
本章教学难点：糖类、淀粉类、木质纤维原料的乙醇生产技术及工艺。
（二）教学基本要求：
1、基本知识、基本理论：了解燃料乙醇的生产原理及乙醇发酵的生化过程，掌握糖类、淀粉类、木质纤维原料的乙醇生产技术及工艺。
2、能力、技能培养：具备能够针对现有的生物质进行燃料乙醇生产工艺的初步设计能力。
（三）实践与练习
燃料乙醇的生产原理，不同生物质原料燃料乙醇的生产工艺。
（四）考核要求
燃料乙醇的概念，燃料乙醇的生产方法，乙醇发酵的生化过程，乙醇发酵的工艺类型，乙醇发酵过程中常见的微生物，糖类、淀粉类原料的乙醇生产技术，木质纤维类原理生产乙醇的工艺。
第八章生物柴油的转化（共3学时）
（一）教学内容：
第一节生物柴油转化原理
知识点：生物柴油的概念及特点，生物柴油的发展史，生物柴油生产所涉及的水解反应、酯化反应、酯交换反应。
第二节生物柴油生产技术
知识点：物理法生物柴油的生产技术，化学法、酶法、工程微藻法生产生物柴油的原理及工艺。
第三节生物柴油发展现状
知识点：国内外生物柴油的发展现状。
第四节生物柴油的应用前景分析
知识点：应用前景分析及展望。
本章教学重点：生物柴油的概念及特点，生物柴油的发展史，生物柴油生产所涉及的水解反应、酯化反应、酯交换反应，物理法生物柴油的生产技术，化学法、酶法、工程微藻法生产生物柴油的原理及工艺。
本章教学难点：生物柴油生产所涉及的水解反应、酯化反应、酯交换反应，物理法生物柴油的生产技术，化学法、酶法、工程微藻法生产生物柴油的原理及工艺。
（二）教学基本要求：
1、基本知识、基本理论：了解生物柴油的生产原理，掌握生物柴油的各种生产技术及工艺。
2、能力、技能培养：学会运用生物柴油的生产原理设计生物柴油生产工艺。
（三）实践与练习
生物柴油的概念及特点，生物柴油生产所涉及的水解反应、酯化反应、酯交换反应，物理法生物柴油的生产技术，化学法、酶法、工程微藻法生产生物柴油的原理及工艺。
（四）考核要求
生物柴油的概念及特点，生物柴油生产所涉及的水解反应、酯化反应、酯交换反应，物理法生物柴油的生产技术，化学法、酶法、工程微藻法生产生物柴油的原理及工艺。
第九章沼气发酵（共3学时）
（一）教学内容：
第一节地球上甲烷的产生和分解循环
知识点：地球上甲烷的循环过程，甲烷的产生和分解过程，甲烷的产生和分解量，甲烷引起的温室效应。
第二节沼气发酵原理
知识点：沼气的物理化学性质，微生物学原理，沼气产生的生理生化机理，沼气的发酵条件。
第三节沼气工程技术
知识点：沼气工程的发展现状，常见的沼气发酵工艺及装置，发酵工艺类型。
第四节讨论与展望
知识点：我国沼气工程的现状，新型沼气原料的挖掘，沼气高质化利用的探索。
本章教学重点：地球上甲烷的循环过程，沼气的物理化学性质，微生物学原理，沼气产生的生理生化机理，沼气的发酵条件，常见的沼气发酵工艺及装置。
本章教学难点：沼气的物理化学性质，微生物学原理，沼气产生的生理生化机理，沼气的发酵条件，常见的沼气发酵工艺及装置。
（二）教学基本要求：
1、基本知识、基本理论：了解沼气的理化性质，掌握沼气发酵的原理、工艺及装置，了解我国现有沼气的发展方向。
2、能力、技能培养：学会运用沼气的生产原理设计沼气工艺。
（三）实践与练习
沼气的物理化学性质，微生物学原理，沼气产生的生理生化机理，沼气的发酵条件，常见的沼气发酵工艺及装置。
（四）考核要求
地球上甲烷的循环过程，甲烷的产生和分解过程，甲烷的产生和分解量，甲烷引起的温室效应，沼气的物理化学性质，微生物学原理，沼气产生的生理生化机理，沼气的发酵条件，常见的沼气发酵工艺及装置，我国沼气工程的现状，新型沼气原料的挖掘，沼气高质化利用的探索。
第十章生物质制氢（共2学时）
（一）教学内容：
第一节基本理论
知识点：氢能的特点，生物制氢的发展历程，产氢微生物及产氢机理。
第二节主要的生物质制氢技术及其发展现状
知识点：光合制氢的原料、工艺技术，发酵制氢的原料、工艺技术，生物质快速热解制氢、生物质超临界转换制氢、等离子体热解汽化制氢工艺。
第三节生物制氢存在的问题及展望
知识点：生物质制氢存在的问题及展望。
本章教学重点：氢能的特点，生物制氢的发展历程，产氢微生物及产氢机理，光合制氢的原料、工艺技术，发酵制氢的原料、工艺技术，生物质快速热解制氢、生物质超临界转换制氢、等离子体热解汽化制氢工艺。
本章教学难点：产氢微生物及产氢机理，光合制氢的原料、工艺技术，发酵制氢的原料、工艺技术，生物质快速热解制氢、生物质超临界转换制氢、等离子体热解汽化制氢工艺。
（二）教学基本要求：
1、基本知识、基本理论：了解生物质制氢的原料及工艺技术，熟悉产氢机理。
2、能力、技能培养：学会运用生物质制氢的基本技术。
（三）实践与练习
产氢微生物及产氢机理，光合制氢的原料、工艺技术，发酵制氢的原料、工艺技术，生物质快速热解制氢、生物质超临界转换制氢、等离子体热解汽化制氢工艺。
（四）考核要求
氢能的特点，生物制氢的发展历程，产氢微生物及产氢机理，光合制氢的原料、工艺技术，发酵制氢的原料、工艺技术，生物质快速热解制氢、生物质超临界转换制氢、等离子体热解汽化制氢工艺。
第十一章木质纤维素的生物分解及其转化技术（共3学时）（一）教学内容：
第一节概述
知识点：木质纤维素的结构特点，生物转化。
第二节分解木质纤维素的微生物
知识点：木质纤维素分解菌株的特点，分解菌株的种类，纯培养微生物分解纤维素的应用、研究进展及存在的问题。
第三节木质纤维素的酶解转化技术
知识点：木质纤维素的物理法、化学法、物理-化学法、生物法的预处理技术，纤维素酶的概
念及分类，降解原理，纤维素的酶解、糖化技术现状，酶的混合增效及混合酶应用。
第四节微生物复合系及纤维素快速分解
知识点：多菌协作促进秸秆快速分解的原理、MC1的构建及纤维素快速分解，纤维素分解菌复合系的应用及存在的问题。
第五节展望
知识点：木质纤维素应用展望。
本章教学重点：木质纤维素的结构特点，生物转化，木质纤维素分解菌株的特点，分解菌株的种类，纯培养微生物分解纤维素的应用、研究进展及存在的问题，纤维素的物理法、化学法、物理-化学法、生物法的预处理技术，纤维素酶的概念及分类，降解原理，纤维素的酶解、糖化技术现状，酶的混合增效及混合酶应用，多菌协作促进秸秆快速分解的原理、MC1的构建及纤维素快速分解，纤维素分解菌复合系的应用及存在的问题。
本章教学难点：木质纤维素分解菌株的特点，纤维素的物理法、化学法、物理-化学法、生物法的预处理技术，纤维素酶的概念及分类，降解原理，纤维素的酶解、糖化技术现状。
（二）教学基本要求：
1、基本知识、基本理论：了解木质纤维素生物转化分解菌株种类，掌握纤维素的酶解、糖化技术。
2、能力、技能培养：掌握木质纤维素分解的基本原理。
（三）实践与练习
木质纤维素生物转化的基本工艺与原理。
（四）考核要求
木质纤维素的结构特点，生物转化，木质纤维素分解菌株的特点，分解菌株的种类，纯培养微生物分解纤维素的应用、研究进展及存在的问题，纤维素的物理法、化学法、物理-化学法、生物法的预处理技术，纤维素酶的概念及分类，降解原理，纤维素的酶解、糖化技术现状，酶的混合增效及混合酶应用，多菌协作促进秸秆快速分解的原理、MC1的构建及纤维素快速分解，纤维素分解菌复合系的应用及存在的问题。
第十一章生物基产品转化技术（共2学时）
（一）教学内容：
第一节建筑、家具、再生器具的材料开发
知识点：秸秆贮量，秸秆特性及加工方法，秸秆材料的开发途径。
第二节可降解塑料的转化—聚乳酸
知识点：生物质乳酸菌的特征，发酵特性，聚乳酸的转化机理与工艺。
第三节木糖醇的转化
知识点：木糖醇的简介，木糖醇的物化特性、功能特性，木糖醇的生产工艺，生产木糖醇的影响因素，木糖醇的应用。
本章教学重点：秸秆贮量，秸秆特性及加工方法，秸秆材料的开发途径，生物质乳酸菌的特征，发酵特性，聚乳酸的转化机理与工艺，木糖醇的简介，木糖醇的物化特性、功能特性，木糖醇的生产工艺，生产木糖醇的影响因素，木糖醇的应用。
本章教学难点：生物质乳酸菌的特征、发酵特性，聚乳酸的转化机理与工艺，木糖醇的生产工艺。
（二）教学基本要求：
1、基本知识、基本理论：了解秸秆材料的开发途径，掌握聚乳酸和木糖醇的生产工艺。
2、能力、技能培养：掌握生物基产品的生产。
（三）实践与练习
秸秆的利用，聚乳酸和木糖醇的生产工艺。
（四）考核要求
秸秆贮量，秸秆特性及加工方法，秸秆材料的开发途径，生物质乳酸菌的特征，发酵特性，聚乳酸的转化机理与工艺，木糖醇的简介，木糖醇的物化特性、功能特性，木糖醇的生产工艺，生产木糖醇的影响因素，木糖醇的应用。
第十二章固体废弃物处理与堆肥化技术（共2学时）
（一）教学内容：
第一节固体废弃物的概念与特征
知识点：固体废弃物的概念、特征。
第二节固体废弃物的来源与分类
知识点：工业固体废弃物的分类，城市固体废弃物的分类，危险废弃物的划分。
第三节固体废弃物对环境的危害
知识点：固体废弃物对大气的污染，水体污染，土壤污染，环境卫生的影响。
第四节我国固体废弃物的处理与利用概况
知识点：我国工业废弃物资源化管理现状和城市废弃物资源化现状，焚烧法、填埋法、堆肥法固体废弃物的综合处理方式。
第五节堆肥化工艺及发展现状
知识点：堆肥化工艺及划分，影响堆肥发酵过程的因素，接菌剂对对非过程的影响。
本章教学重点：固体废弃物的概念、特征，工业固体废弃物的分类，城市固体废弃物的分类，危险废弃物的划分，固体废弃物对大气的污染，水体污染，土壤污染，环境卫生的影响，焚烧法、填埋法、堆肥法固体废弃物的综合处理方式。
本章教学难点：焚烧法、填埋法、堆肥法固体废弃物的综合处理方式。
（二）教学基本要求：
1、基本知识、基本理论：了解固体废弃物资源的来源及分类，掌握处理固体废弃物的方法。
2、能力、技能培养：能够一句不同方法处理固体废弃物。
（三）实践与练习
固体废弃物的分类，处理方法。
（四）考核要求
固体废弃物的概念、特征，工业固体废弃物的分类，城市固体废弃物的分类，危险废弃物的划分，固体废弃物对大气的污染，水体污染，土壤污染，环境卫生的影响，焚烧法、填埋法、堆肥法固体废弃物的综合处理方式。
四、课内实验（上机）环节及要求
无
五、学时分配
六、教学方法与手段
本课程授课采用重点讲授与启发讨论式教学相结合，注重学生能力的培养，强化学生理论与实际相结合，重在解决实际应用问题。注重现代教学方法与多媒体教学手段的使用。
七、考核方法
1、考核方式：考试
2、期末考核形式：闭卷
3、成绩评定方案：课程成绩＝平时（30％）+ 期末（70％）
八、选用教材和主要参考资料
1、选用教材：
《生物质能源与废弃物资源利用》，崔宗均主编，中国农业大学出版社，2011年。
2、推荐参考资料：
《生物质能工程》，刘荣厚，化学工业出版社，2014年；
《生物质能源工程》，李文哲，中国农业出版社，2013年；
《农业固体废弃物资源化利用》，张颖，化学工业出版社，2005年；
《固体废物处理与利用》，庄伟强，化学工业出版社，2009。
九、大纲说明
无
简述生物质化学转化技术 本文本课题组研究方向对生物质能的利用做了简要介绍。 引言 生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体。从狭义上讲,生物质主要是指农林生物质，主要包括农业秸秆和乔灌木等木质纤维原料。这些农林生物质数量巨大，具有可再生、再生周期短、可生物降解、环境友好等优点[1]。在广大的农村，农林生物质主要用于直接燃烧产热,此外，部分用作饲料、肥料以及制浆造纸原料,然而这些领域的利用量不足农林生物质总量的50%。大量的农林生物质被弃置于露天或焚烧，既造成环境的污染，又造成资源的极大浪费。随着石油等化石资源贮量的逐渐减少，从农林生物质等可再生资源转化利用获得新材料、化工原料、能源和功能食品及药物,补充化石等不可再生资源的缺口,正成为一种新的发展趋势，很多国家特别是发达国家已将此列为经济和社会发展的重大战略[2]。对我国这样一个化石资源短缺、人口众多、经济持续快速发展的大国,推动农林生物质的高效转化利用,具有更突出的迫切性,这也是事关我国农业、农村和农民发展的重大问题,将是我国新世纪的工业结构调整与升级的重点战略。 1 农林生物质的化学成分 农林生物质细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素组成,其质量占细胞壁的80%～95%,是构成植物纤维原料的主要化学成分[3]。在生物质中,这三种成分构成了植物体的支持骨架,其中纤维素组成微细纤维,构成纤维细胞壁的网状骨架,而半纤维素和木质素则是填充在纤维之间和微细纤维之间的“粘合剂”和“填充剂”。不同种类的植物,细胞壁中的化学组成不同,半纤维素的含量也不同,表1 列举了几种农林废弃物的化学组成。 表 1农林生物质的化学组分 (%绝干原料) Table 1-1 Chemical composition of forest and agricultural biomass 种类水溶性成分纤维素半纤维素木质素蜡灰分 麦草 4.7 38.6 32.6 14.1 1.7 5.9 稻草 6.1 36.5 27.7 12.3 3.8 13.3 黑麦草 4.1 37.9 32.8 17.6 2.0 3.0 大麦草 6.8 34.7 27.9 14.6 1.9 5.7 燕麦草 4.6 38.5 31.7 16.8 2.2 6.1 玉米秆 5.6 38.5 28.0 15.0 3.6 4.2 玉米芯 4.2 43.2 31.8 14.6 3.9 2.2 蔗渣 4.0 39.2 28.7 19.4 1.6 5.1 油棕榈纤维 5.0 40.2 32.1 18.7 0.5 3.4 1.1 纤维素
生物质能源的利用方法及发展趋势 2013级博士研究生王波 指导老师；陈新德 生物质能源是蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。生物质能源具有燃烧容易、污染少、灰分较低等优点,是可再生的清洁能源。目前所使用的化石能源导致环境污染日益严重,是造成臭氧层破坏、全球气候变暖、酸雨等灾难性后果的直接因素,而且地球上现存的化石燃料按消费量推算,在今后50～80年将最终消耗殆尽。根据生物学家估算,地球上每年生长的生物能总量约1400～1800 亿吨(干重),相当于目前世界总能耗的10倍。我国的生物质能源也极为丰富,现在每年农村中的秸秆量约6.5亿吨,到2010年将达7.26亿吨,相当于5亿吨标准煤。因此,利用生物质能源取代化石能源是解决能源问题的良好途径,发展林业生物质能源,凸显国家战略,是我国生物质能源发展的战略重点和优势。生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。有许多国家都制定了相应的开发研究计划,包括日本的阳光计划、巴西的酒精能源计划、印度的绿色能源工程、美国的生物质产业发展路线图等发展计划。生物质能源可以通过热化学转换技术、物理化学转换技术和生物转换技术制取沼气、燃料乙醇、生物柴油、发电等。我国政府高度重视生物质能源的开发与利用。早在1992年国务院批准的《中国环境发展十大对策》中就明确提出,要“因地制
宜地开发利用和推广太阳能、风能、地热能、生物质能等新能源”。 目前有的生物质能源产业化技术主要包括以下几个方面。 一、沼气利用技术、沼气利用技术指将畜禽粪便、高浓度有机废水、生活垃圾等通过厌氧发酵生成以甲烷为主的沼气的技术，同时生成沼液、沼渣可作为有机肥施用于农田。沼气是热值较高的洁净可燃气，可用作生活和工业燃料或发电，是很好的无公害能源，沼气工程建设可带来环境效益。目前沼气技术在利用中存在有异味、二次污染等难题，另外，我国多数对沼液、沼渣工业化生产有机肥的研究停留在田间施用方法、施用效果上，缺少工程处理及转化为附加值更高的有机肥的方法；在温度较低的北方地区，沼气系统陷入启动难、维护难、微生物选育难的境地，所以该技术虽然已是产业化技术，但在使用率和技术推广工作上仍存在一定的障碍。 二、生物质致密成型技术，生物致密成型是指将木屑、秸秆等生物质经固化成型热挤压制得成型燃料的技术。其原理是利用木质素在200—300℃软化、进而液化等特点，施加一定压力即可使其与纤维素等其他组分紧密粘接，不用任何添加剂、粘接剂，可得到与挤压模具相同形状的成型棒状或颗粒燃料。其缺点是大部分纤维索类生物质在压缩成型之前，一般需要进行粉碎、干燥(或浸泡)等预处理，锯末、稻壳等勿需再粉碎的原料，需清除尺寸较大的异物。 三、生物质燃烧发电，生物质燃烧发电包括直接燃烧发电和混合燃烧发电。直接燃烧发电是指将生物质原料、城市生活垃圾送入适合生物质燃烧的特定蒸汽锅炉中，生产蒸汽，驱动蒸汽轮机进而带动发
一、中国生物质能源开发利用现状20世纪70年代，国际上第一次石油危机使发达国家和贫油国家重视石油替代，开始大规模发展生物质能源。生物质能源是以农林等有机废弃物以及利用边际土地种植的能源植物为主要原料进行能源生产的一种新兴能源。生物质能源按照生物质的特点及转化方式可分为固体生物质燃料、液体生物质燃料、气体生物质燃料。中国生物质能源的发展一直是在“改善农村能源”的观念和框架下运作，较早地起步于农村户用沼气，以后在秸秆气化上部署了试点。近两年，生物质能源在中国受到越来越多的关注，生物质能源利用取得了很大的成绩。沼气工程建设初见成效。截至2005年底，全国共建成3764座大中型沼气池，形成了每年约3.4l亿立方米沼气的生产能力，年处理有机废弃物和污水1.2亿吨，沼气利用量达到80亿立方米。到2006年底，建设农村户用沼气池的农户达2260万户，占总农户的9.2%，占适宜农户的15.3%，年产沼气87.0亿立方米，使7500多万农民受益，直接为农民增收约180亿元。生物质能源发电迈出了重要步伐，发电装机容量达到200万千瓦。液体生物质燃料生产取得明显进展，全国燃料乙醇生产能力达到：102万吨，已在河南等9个省的车用燃料中推广使用乙醇汽油。（一）固体生物质燃料固体生物质燃料分生物质直接燃烧或压缩成型燃料及生物质与煤混合燃烧为原料的燃料。生物质燃烧技术是传统的能源转化形式，截止到2004年底，中国农村地区已累计推广省柴节煤炉灶1.89亿户，普及率达到70%以上。省柴节煤炉灶比普通炉灶的热效率提高一倍以上，极大缓解了农村能源短缺的局面。生物质成型燃料是把生物质固化成型后采用略加改进后的传统设备燃用，这种燃料可提高能源密度，但由于压缩技术环节的问题，成型燃料的压缩成本较高。目前，中国（清华大学、河南省能源研究所、北京美农达科技有限公司）和意大利（比萨大学）两国分别开发出生物质直接成型技术，降低了生物质成型燃料的成本，为生物质成型燃料的广泛应用奠定了基础。此外，中国生物质燃料发电也具有了一定的规模，主要集中在南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东和广西两省（区）共有小型发电机组300余台，总装机容量800兆瓦，云南也有一些甘蔗渣电厂。中国第一批农作物秸秆燃烧发电厂将在河北石家庄晋州市和山东菏泽市单县建设，装机容量分别为2×12兆瓦和25兆瓦，发电量分别为 1.2亿千瓦时和 1.56亿千瓦时，年消耗秸秆20万吨。（二）气体生物质燃料气体生物质燃料包括沼气、生物质气化制气等。中国沼气开发历史悠久，但大中型沼气工程发展较慢，还停留在几十年前的个体小厌氧消化池的水平，2004年，中国农户用沼气池年末累计1500万户，北方能源生态模式应用农户达43.42万户，南方能源生态模式应用农户达391.27万户，总产气量45.80亿立方米，相当于300多万吨标准煤。到2004年底，中国共建成2500座工业废水和畜禽粪便沼气池，总池容达到了88.29万立方米，形成了每年约1.84亿立方米沼气的生产能力，年处理有机废物污水5801万吨，年发电量63万千瓦时，可向13.09万户供气。在生物质气化技术开发方面，中国对农林业废弃物等生物质资源的气化技术的深入研究始于20世纪70年代末、80年代初。截至2006年底，中国生物质气化集中供气系统的秸秆气化站保有量539处，年产生物质燃气1.5亿立方米；年发电量160千瓦时稻壳气化发电系统已进入产业化阶段。（三）液体生物质燃料液体生物质燃料是指通过生物质资源生产的燃料乙醇和生物柴油，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。近年来，中国的生物质燃料 “十五”期间，发展取得了很大的成绩，特别是以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模。 在河南、安徽、吉林和黑龙江分别建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂，总产能达到每年102万吨，现已在9个省（5个省全部，4个省的27个地（市））开展车用乙醇汽油销售。到2005年，这些地方除军队特需和国家特种储备外实现了车用乙醇汽油替代汽油。但是，受粮食产量和生产成本制约，以粮食作物为原料生产生物质燃料大规模替代石油燃料时，也会产生如同当今面临的石油问题一样的原料短缺，因此，中国近期不再扩大以粮食为原料的燃料乙醇生产，转而开发非粮食原料乙醇生产技术。目前开发的以木薯为代表的非食用薯类、
摘要：针对生物质能源的开发利用对于中国发展的重大意义，从生物质能源的概念入手，简明概述了生物质能特点，利用及利用途径，以及开发利用生物质能对中国的意义。 关键词：生物质能源；开发；利用；意义 20世纪70年代以来，面对常规矿物能源的日益枯竭和环境的逐渐恶化，世界许多国家将目光逐渐转移到了具备可再生、环保、可转化等优点的生物质能源上。改革开放以后，中国也逐步迈上了发展生物质能源的轨道。进入21世纪，谁能把握住生物质能源开发利用的先机，谁将在未来的国际竞争中立于不败之地。因此，应该提高对发展生物质能源重要性的认识，为顺利开展生物质能源的开发利用创造有利环境。 1 生物质能源的概念 生物质是一种通过大气，水，大地以及阳光有机协作产生的可持续性资源。生物质如果没有通过能源或物质方式被利用，将被微生物分解成水，二氧化碳以及热能散发掉。 生物质产业是指利用可再生或循环的有机物质，包括农作物、树木、能源作物和其他植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物等为原料，进行生物基产品、生物燃料和生物能源生产的产业。 生物质能是以生物质为载体的能量，即通过植物光合作用把太阳能以化学能形式在生物质中存储的一种能量形式。碳水化合物是光能储藏库，生物质是光能循环转化的载体，生物质能是惟一可再生的碳源，它可以被转化成许多固态、液态和气态燃料或其它形式的能源，称为生物质能源。煤炭、石油和天然气等传统能源也均是生物质在地质作用影响下转化而成的。所以说，生物质是能源之源。 2．生物质能的特点 1) 可再生性 生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用； 2) 低污染性 生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应； 3) 广泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能； 4) 生物质燃料总量十分丰富 生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质;海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多 3.生物质能的利用 生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系
生物质能源综合利用项目 项目建议书 东平京鲁时代生物科技发展有限公司 二零一七年五月
目录 第一章拟建项目概述 (1) 1.1项目名称 (1) 1.2 建设单位情况 (1) 1.3拟成立公司 (1) 1.4建设规模与内容 (1) 1.5投资估算及资金筹措 (2) 1.6建设周期 (2) 1.6.1初步计划 (2) 1.6.2一期工程设计 (3) 第二章项目建设的重大意义 (4) 2.1当前秸秆粪便污染情况 (4) 2.2解决污染物的有效途径 (4) 2.3本项目对当地农业发展的意义 (5) 第三章项目建设的政策性依据 (6) 第四章项目地址选择 (9) 4.1选址原则 (9) 4.2地址选择 (9) 4.3项目用地规模 (10) 4.4项目建设地基本情况 (11) 4.4.1地理位置 (11)
4.4.2气候条件 (11) 4.4.3交通条件 (12) 4.4.4农林牧情况 (12) 4.4.5旅游资源 (12) 4.4.6产业优势 (12) 第五章技术路线 (13) 第六章项目资金平衡估算 (14) 6.1投资组成估算 (14) 6.2产品年度销售收入估算 (14) 6.3年度运营成本估算 (14) 6.4投资经济性分析 (15) 6.5影响项目经济效益的主要因素 (15) 第七章项目实施计划 (15) 7.1总体计划 (15) 7.2一期工程实施思路 (15) 第八章项目实施关键点 (16) 8.1产业链规划是否完整 (16) 8.2政府支持是否到位 (18) 8.3企业的投资行为是否坚定 (19)
第一章拟建项目概述 1.1项目名称 生物质能源综合利用项目 1.2建设单位情况 建设单位：东平京鲁时代生物科技发展有限公司 法定代表人：魏光 1.3拟建设地点 山东省东平县接山镇姜庄村 1.4建设规模与内容 本项目为生物新能源项目，规划总用地200亩，利用秸秆、畜禽粪便农业废弃物，产沼气30万m3，年生产沼气9000万立方，年发电1.2亿度，年提纯燃气4500万m3，年产15万吨生物有机肥和有机无机复混肥；同时，发展无公害、绿色、有机农产品，通过有机农业示范，带动周边50公里半径内的农户共同进行有机农业种植，延伸农副产品加工和冷链物流，创建“绿色”、“生态”品牌，打造生态循环农业产业链。 主要建设内容： 1、原料仓储和预处理系统：秸秆原料仓储和预处理设施、配备运输车。 2、沼气生产系统：进出料、厌氧发酵、增温保温和搅拌等设施设备。 3、沼气净化系统：脱硫脱水设备。 4、储存系统：大型沼气存储罐。 5、沼气发电及上网单元：余热回收、上网设备与监控等。 6、天然气提纯系统：燃气提纯装备、气柜和管网等储存输配系统。
生物质能源的开发利用及其意义 N090204131 周小冬 摘要：针对生物质能源的开发利用对于中国发展的重大意义，从生物质能源的概念入手，简明概述了生物质能特点，利用及利用途径，以及开发利用生物质能对中国的意义。 关键词：生物质能源；开发；利用；意义 中国是一个人口大国，又是一个经济迅速发展的国家，21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。因此改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。 1 生物质能源的概念 生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点：可再生性。低污染性。广泛分布性。 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。 2 生物质能的分类 依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
对我国生物质能源发展现状和趋势的分析 ◎王朝华 摘要：本文在介绍国际生物质能发展趋势和特点的基础上，分析我国生物质能发展和利用的现状以及发展过程中存在的主要问题。最后，从增加农民收入和优化能源利用结构的角度，提出我国生物质能进一步发展的建议。 关键词：生物质能源替代农民收入 生物质(bioma ss)是所有的土地和水生植物以及有机废物的总和。工业革命以来，大部分发达国家的能源需求通过燃烧煤、石油、天然气等化石燃料来满足。但是，生物质仍然是欠发达国家的主要能量来源。再生能源和新能源都有一个共同特征，即皆为物理态能量和仅能用于转化热与电的产品。生物质能则与众不同，它是太阳辐射能经植物加工转化的、唯一的一种化学态能量，以植物为载体，具有良好的稳定性和储能性。它既含能量，又有物质性载体，可以生产能源和非能源的物质性产品，具有原料上的多样性，如作物秸秆、林业剩余物、畜禽粪便、加工业的有机废水废渣、城市垃圾等有机废弃物以及利用低质土地种植的各种能源植物等等。除此以外，它还具有产品上的多样性，其能源产品既有物理态的热与电，又有液态的生物乙醇和生物柴油、固态的成型燃料、气态的沼气等，还有非能源的生物塑料等材料以及系列生物化工产品。生物质能生产过程也是有机废弃物和有机污染源的无害化和资源化过程，故兼有环保及资源循环利用的双重功能，生产与消费过程中的全部生命物质和能量均可进入地球生物圈循环系统，就连释放的二氧化碳也可重新被植物吸收，是真正意义上的“零碳”，可以促进农村经济发展，增加农民收入，因此，对发展中国家有特殊意义。 一、国际生物质能源的发展趋势和特点 近几年的高能源价格刺激和能源安全的考虑使生物质能真正为各国政府高度重视。各国对发展生物质能源的主要考虑有不同的侧重，但两个主要原因相同，即能源替代和环境保护。根据2007世界可再生能源报告，全球生物乙醇产量从2005年的330亿公升增长到2006年的390亿公升；其中，美国的产量为183亿公升，增幅达22％，超过巴西。巴西的燃料乙醇消费量从2005年的150亿公升增长到2006年的175亿公升，燃料乙醇供应了非柴油机动车燃料的41％，巴西机动车中有70％左右采用“混合燃料”。欧盟的燃料乙醇产量增长迅速，2006年增长了77.8％，但绝对数相对于巴西和美国仍然较少。 2006年生物柴油产量的增长幅度远远高于乙醇。生物柴油的产量从2005年的39亿公升增长到2006年的60亿公升，增幅达53.9％；其中，欧盟的生物柴油占了世界总量的75%，产量从2005年的3.6亿公升增长到2006年的4.5亿公升，增长了25%，其增长主要由德国、法国、意大利和波兰引导。2006年德国的生物柴油产量为2.8亿公升，占近一半的全球总产量。 2006年全球生物质能电力装机容量达到45GW，比2005年增加约2.3％。其中，德国、匈牙利、荷兰、波兰和西班牙等国家生物质能电力生产的年增长率在50％-100％之间；澳大利亚、奥地利、比利时、丹麦、意大利、韩国、新西兰和瑞典的年增长率在10％—30％之间。生物质能电力装机容量主要在欧盟和美国，各自占了世界生物质能装机容量的22.2％和16.9％。但发展中国家也有一些小项目在进行，例如泰国的“小电力生产商’’计划让泰国至2005年底建成50个生物质电力项目，总装机容量达到1GW。甘蔗渣电厂在其他一些国家，如菲律宾和巴西的制糖工业中得到发展。世界范围内生物质发电站，预计到2020年将会增加30000MW以上。 生物质产业已成为投资的一个热门领域，华尔街的投资商们已经接受生物乙醇是一种相对安全的长期投资项目的观点。世界自富比尔·盖茨投资8400万美元购买了太平洋乙醇股票，年产30万吨的乙醇厂就设在加州旧金山附近；硅谷阳光微软系统(Sun Microsystems)的创始人V inod K hosla的风险投资和以Ma ra thon为代表的石油、能源工业界也大举进入燃料乙醇生产领域。自1999年13134号总统令发布后，美国的森林工业即开始了与电力、石油、化工公司合作，利用林木废弃物生产能源及化工产品，美国国际石油公司等也开始剥离石油资产，用于生物质能源产品开发。B P、C a rgill、杜邦、壳牌等世界许多化学工业和石油工业在内的许多公司都在开发新的工艺技术，并建设生产厂，以便在快速增长的燃料乙醇汽油和生物柴油等领域占有一席之地。 生物质产业不仅是对化石能源的替代，有效地保护环境， 12 --
生物质燃料燃烧特性与应用 郑陆松 2008031620 关键词：生物质燃料、燃烧过程、特性、应用、锅炉 摘要：生物质燃料是一种可再生能源，介绍其组成成分，燃烧的一般过程和特点。根据 多种典型生物质燃料的基本组成，着重分析介绍了生物油的燃烧过程、性能特点及在动力机械中的应用。以锅炉为例具体分析玉米秸秆在其中的层燃燃烧过程和特性。分析总结了生物质燃烧对锅炉的影响。 1、前言 生物质燃料是一种可再生能源，是指依靠太阳光合作用而产生的各种有机物质，是太阳能以化学能的形式存在于生物之中的一种能量形式，直接或间接地来源于植物的光合作用。被认为是第四大能源，分布广，蕴藏量大。 生物质燃料基本特性 生物质的种类很多，一般可分以下5大类：①木质素：木块、木屑、树皮、树根等；②农业废弃物：秸秆、果核、玉米芯、甘蔗皮渣等；③水生植物：藻类、水葫芦等；④油料作物：棉籽、麻籽、油桐等；⑤生活废弃物：城市垃圾、人及牲畜的粪便。 生物质作为有机物燃料是由多种复杂的高分子有机化合物组成的复合体，化学组成主要有：纤维素、半纤维素、木质素和提取物等，这些高分子物质在不同种类生物质、同一种类生物质的不同区域其组成也不同，有些甚至有很大差异。生物质的可燃成分主要是有机元素如碳、氢、氮和硫，虽然就元素的成分而言，生物质燃料的成分和常规燃料煤炭基本上没什么区别，但正是各成分在数量上的差异导致了生物制燃烧产物与煤炭的差异。生物质的碳含量普遍在50%左右，低于普通的烟煤，而氢含量则高于烟煤，尤其是挥发份和氧含量远远高于普通烟煤，氧含量超过煤10倍左右。由于生物质燃料的可燃组分含量相对比较低，因此生物质燃料的低位发热量比一般烟煤低。在着火燃烧性能方面，生物质燃料的挥发份含量远远高于普通烟煤，导致着火燃烧性能明显高于普通烟煤。在燃烧污染物生成排放方面，生物质燃料的硫含量仅为0.1 %左右，含氮量和理论氮气容积也低于烟煤，所以总的SO2和NOx生成量都远低于烟煤。根据秸秆生物质燃料高挥发分、高氧量、低硫份和灰份的基本特性，因此相对于煤炭而言，秸秆生物质具有易燃、清洁环保的特点。 2、生物质燃料： 2.1生物质燃料燃烧过程分析： 生物质燃料的燃烧过程主要分为挥发分的析出、燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立阶段。其燃烧过程的特点是：【1】 (1)生物质水分含量较多，燃烧需要较高的干燥温度和较长的干燥时间，产生的烟气体积较大，排烟热损失较高。
生物质能及其利用 1 生物质能的概述 生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。 生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。目前,很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。 2 生物质能的分类 2.1 林业资源 林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等;木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等;林业副产品的废弃物,如果壳和果核等 2.2 农业资源 农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物);农业生产过程中的废弃物,如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆(玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等);农业加工业的废弃物,如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指
各种用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。 2.3生活污水和工业有机废水 生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成,如冷却水、 1 洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主 要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等,其中都富含有机物。 2.4城市固体废物 城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂,受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。 2.5 畜禽粪便 畜禽粪便是畜禽排泄物的总称,它是其他形态生物质(主要是粮食、农作物秸 秆和牧草等)的转化形式,包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。2.6沼气 沼气就是由生物质能转换的一种可燃气体,通常可以供农家用来烧饭、照明。 3 生物质能的特点 3.1可再生性 生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风 能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;
全球生物制造市场价值 生物质能是指蕴藏在生物质中的能量，具有挥发性和炭活性高，N、S含量低，灰分低，燃烧过程二氧化碳零排放的特点。 发展非粮生物质能源不仅不影响粮食安全，还能有效利用废弃资源，替代传统化石能源，促进环保和节能减排，目前各国正加紧生物能源特别是先进生物燃料上的开发与投入。 非粮生物能源原料主要来自农林有机废弃物，包括秸秆、畜禽粪便、林业剩余物等，以及利用边际性土地种植的能源植物，包括甜高粱、木薯、木本油料植物、灌木林等。在发展可再生能源对化石能源的替代上，以生物质能源担纲主角是世界潮流。 根据EL Insights于2010年9月发布的报告，从2010年到2015年，全球生物制造市场预计将从5 729亿美元增加至6 937亿美元，相当于在此期间的复合年增长率(CAGR)为3.9%。 在今后几年，生物质在生物发电、生物燃料和生物产品部门应用领域将大幅增长，生物质发电的市场价值将从2010年450亿美元增加到2020年530亿美元。按照生物质发电发电协会(Biomass Power Association，BPA)的统计，生物质工业每年产生500万KWh 的电力，为美国1.8万人创造了就业机会。 据EL Insights预测，美国对可再生能源运输的研究和开发给予的补贴，到2020年将可大幅降低对进口石油的依赖。欧盟将需要3 000万~4 000万公顷的农作物才能满足对生物燃料的需求，预计发展中国家到2020年主食价格将会上涨15%。同时，植物废弃物和城市生活垃圾转化成生物燃料有望得到更多发展。 典型国家生物质能源发展趋势 美国国会于2008年5月通过一项包括加速开发生物质能源的法案，要求到2018年后，把从石油中提炼出来的燃油消费量减少20%，代之以生物燃油。据《2010年美国能源展望》，到2035年美国可用生物燃料满足液体燃料总体需求量增长，乙醇占石油消费量的17%，使美国对进口原油的依赖在未来25年内下降至45%。2009~2035年美国非水电可再生能源资源将占发电量增长的41%，其中生物质发电占比最大为49.3%。 据欧洲EurObserv公司于2010年12月发布的统计报告，2009年欧洲从固体生物质生产的一次能源又创新高，再次达到7 280万吨油当量，比2008年增长3.6%。统计表明，欧洲成员国2008年从固体生物质生产的一次能源比2007年增长2.3%，即增长达150万吨油当量。这一增长尤其来自生物质发电，比2007年提高10.8%，增长5.6 TWh。来自固体生物质发电的增长尤为稳定，自2001年以来年均增长率为14.7%，从20.8 TWh增长到2009年62.2 TWh。2009年这一生产的大多数即62.5%，来自于联产设施。欧盟生物质基电力生产自2001年以来翻了二番，从2001年20.3 TWh增长到2008年57.4TWh。 瑞典是世界上道路交通最不依赖于化石燃料的国家之一，据报道，2009年，瑞典政府批准了一项计划，到2020年将使可再生能源达到该国能源消费总量的50%。此外，该国旨
11月12日，科技部与国家发展改革委联合举行新闻发布会，正式发布并启动“可再生能源与新能源国际科技合作计划”（以下简称“计划”）。这是我国政府为促进国际科技合作，加快可再生能源和新能源产业发展而制定的又一个重要规划，对于调整国家能源结构，保障能源安全，促进节能降耗，减少温室气体排放，发展低碳经济，实现经济与社会可持续发展等均具有重大的意义。科技部副部长尚勇、曹健林及国家发展和改革委员会高技术产业司司长许勤等有关负责人出席了新闻发布会。 “计划”秉承“合作互利共赢、保护知识产权、先进技术共享、集成优势资源、开展技术创新”的原则，旨在推动可再生能源与新能源国际科技合作的深入开展，解决我国能源利用中存在的关键和迫切问题，增强我国可再生能源与新能源产业的技术创新能力，形成拥有自主知识产权的能源技术发展能力，带动国际社会共同参与到可再生能源与新能源的发展中来，共享可再生能源创新成果。 “计划”包括五个优先领域和六项重点内容。优先领域是太阳能发电与太阳能建筑一体化、生物质燃料与生物质发电、风力发电、氢能及燃料电池、天然气水合物开发等。重点内容有开展基础研究，建立产业化示范，面向规模应用，实施“走出去”战略，促进国际交流和对话，培养高层次人才等。通过加强这些优先领域、重点内容的国际科技合作，我们期望能够引进国际可再生能源与新能源开发的先进技术，实现能源技术和自主创新，推动我国能源科技创新体系的完善与建设，实现可再生能源与新能源合作的多元化，建立一批可再生能源与新能源应用产业化示范工程，从而有利于我国可再生能源与新能源发展战略目标的实施。“计划”项目将按照上述的优先领域和重点内容进行筛选和审批。要求项目前期基础条件较好，与外方合作伙伴有良好合作基础，与外方合作伙伴签订有项目合作协议或意向书，外方合作伙伴具有较强的技术实力或较高的科研水平，且在合作中能投入一定的资金、专有技术、先进仪器设备、国际优秀人才或信息资料等资源。 在“计划”实施过程中，我国将在资源、技术、资金和政策等方面同国际社会进行全方位的合作，扎扎实实、稳步推进；政府不仅将出台相关的政策法规，还加大投入，发挥在国际合作过程的主导作用；在同国际社会的全方位合作中，突出重点并体现优先原则，引进国外的先进技术，尤其是关键的核心技术；根据我国区域广阔、资源分布不均、市场机制尚不成熟的具体国情，政府将在宏观上加以引导，通过规模发展来降低成本，使新能源开发形成一种有序的状态。 为了保障“计划”的顺利开展，科技部与国家发展和改革委还将协调有关政府部门、国际组织和重要科研机构，成立“计划”国际科技合作指导委员会，启动国际合作机制。同时，在全球范围内聘请可再生能源与新能源领域的高层次专家，成立“计划”国际科技合作专家咨询委员会，对“计划”的优先领域、重点任务和合作方式提出咨询建议，供指导委员会决策。另外，将安排专项资金启动“计划”，吸引外国政府和国际组织的资金，并重视把国际大型能源企业以及其他企业的资本投入到可再生能源与新能源国际科技合作中，共同推动“计划”实施。 为响应我国可持续发展战略的伟大方针，以现实生活中植物垃圾的不合理处理而带来的各种问题为主要论点，通过对植物垃圾回收利用的方法和前景进行调查研究，提出合理科学的植物垃圾处理方法，使“垃圾”变为可再生的燃料、有机肥料和饲料等。以此来唤醒政府和人民对建立生态循环社会的重视。 通过调查，我国植物垃圾（以植物的枝、叶为主）的主要处理方法为集中填埋和焚烧。为此，每年的运输和处理费用昂贵，而且可用于填埋的土地日趋减少。实际上植物的可利用价值极高，作为垃圾处理是一种浪费。我们作品提出新颖环保的处理植物垃圾方法，如及时
生物质能源行业报告
生物质能源行业，属于新能源与可再生能源范畴，是近年来快速发展起来的新兴行业。 一、行业概况 近年来，随着国家产业政策大力扶植，新能源产业在工业领域的渗透力逐步增强，积极推进了生物质能的开发利用，在生物质发电、生物质燃气、生物质液体燃料等重点领域都取得了一定进展。 按照原材料类别，生物质能源可分为生物质工业及发电燃料，生物质交通运输燃料和沼气，以农林废弃物，淀粉糖类作物，油料作物和人畜家禽粪便作为原材料。发行人所生产的生物质工业燃料主要应用于工业锅炉窑炉领域，公司所处行业为生物质能源行业中的生物质工业燃料细分行业。 随着我国工业化进程的发展，传统一次性燃料暴露出的供应链短缺、价格昂贵、高污染、能源受限等问题日益凸显，尤其是价格受国际影响波动明显。 《2013年BP世界能源统计年鉴》指出，2012年国际天然气价格年度变化超过15%，而煤炭价格则波动约20%。同时石油价格出现自08年底45美元/桶油当量飙升至12年的120美元/桶当量情况。而生物质能源是目前清洁能源中价格最低的能源，其价格稳定、供应可靠的特点可以规避传统能源的价格波动风险，还能实现结构性节能效益。目前生物质能已经成功应用于工业和民用领域，并广泛应用于纺织印染、食品饮料、医药加工、造纸包装、五金塑
胶等行业。生物质能作为新兴能源对社会经济效益所作出的贡献获得业界一致好评，并将随着政策优惠政府扶持等因素，在盈利能力和市场潜力上有良好的发展前景。 二、能源消费结构 人类可使用能源分为三类： 第一类是煤、石油、天然气等不可再生化石能源； 第二类为新能源，包括生物质能、太阳能、风能、水能等可再生能源；第三类为核能。 如今，经济全球化、低碳道德化和科技创新三大动力共同推进了全球能源结构新的转型。当今欧洲的能源结构代表了世界能源未来的方向：煤炭的比重只占总能源消费的15%左右，而可再生能源则接近了25%，石油比重下降。最新的BP能源统计年鉴也指出，世界能源格局正在发生重大的转型：消费主体正由OECD(经济合作与发展组织)国家转向发展中国家；低碳追求与技术进步共同加快能源结构多元化的转型。 1、全球能源结构 根据《BP世界能源统计2015》的相关数据，2015年全球的一次能源消费约1292840万吨标准油当量，其中煤炭、原油、天然气等传统化石能源约占86%，水电、风电、太阳能等清洁可再生能源的比例不足14%，对化石能源的依赖十分严重。 同时电力行业由于风电和太阳能等可再生能源而重获新生，报告预计到2035年可再生能源将占全球发电能力增长的一半，而风电和太阳能光伏这样的间歇性供电占比将达到45%，届时中国将会成为可再生能源发电绝对增幅最大的国家，超过欧盟、美国和日本的
生物质能的开发与利用 摘要：随着化石燃料的短缺和其使用时产生的污染问题的加剧，生物质能以其可再生、低污染、分布广泛等特点，日益受到世界各国的重视。本篇论文从生物质能的概念入手，综合国内外对生物质能利用现状分析其优势、利用技术及开发研究前景。 21世纪被誉为是“生物能源时代”，是生物的世纪,是科学技术飞速发展新世纪。可持续发展是当前经济发展的趋势所在，面对化石能源的枯竭和环境的污染,生物能源的开发利用为经济的可持续发展带来了曙光。 （一）新能源之生物质能研究背景 当代社会使用最广泛的能源是煤炭、石油、天然气和水力，特别是石油和天然气的消耗量增长迅速，已占全世界能源消费总量的60％左右。但是，石油和天然气的储量是有限的，许多专家预言，石油和天然气资源将在40年、最多50—60年内被耗尽，而煤炭资源虽然远比石油和天然气资源丰富，但是直接应用煤炭严重污染环境。因此，为避免能源危机的出现，以化石能源为基础的常规能源系统正逐步持久的、多样化的、可以再生的新能源系统过渡。 我国自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约4万亿吨标准煤，居世界第三位。在能源领域面临的主要挑战是：(1)人均能源资源占有量不足，且分布不均；(2)人均能源消费量低，单位产值的能耗高；(3)能源构成以煤为主；(4)工业部门消耗能源占有很大的比重；(5)农村能源短缺，以生物质能为主；(6)从能源安全
角度考虑，我国能源面临挑战；(7)能源品种结构不合理，优质能源供应不足；(8)能源工业技术水平有待进一步提高；(9)节能提效工作亟待加强等。 为此已出台的发展可再生能源的相关方钭政策、规章制度：1992年国务院批准的《中国环境发展十大对策》中明确提出，要“因地制宜地开发利用和推广大阳能、风能、地热能、生物质能等新能源”；连续在四个国家五年计划中将生物质能利用技术的研究与应用列为 重点科技攻关项目。国家先后制定了《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》和《可再生能源产业发展指导目录》、《生物产业发展“十一五”规划》，提出了生物质能发展的目标任务，明确了相关扶持政策。科技部将生物柴油技术列入“十一五”国家863计划和国际科技合作计划。 在众多新能源中，生物质能拥有其独特的“至美”之处——既环保、安全。可再生，在于它是可再生能源领域唯一可以转化为液体燃料的能源。如甜高粱，不仅可以通过能量转换替代化石液体燃料，保障能源安全，同时还能保障粮食安全，而且还能吸收二氧化碳，加工过程中无污染，原料得以物尽其用。 虽然现阶段生物能源的开发利用处于起步阶段,生物能源在整个能源结构中所占的比例还很小，但是其发展潜力不可估量。（二）生物质能概论 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（biomass energy ），就是太阳能
一、单选题【本题型共5道题】 1.秸秆的沼气产率远高于畜禽粪便，一般畜禽粪便的沼气产率约为45-80?，而秸秆沼气的产率可达（）。 A．100-200 ? B．200-300 ? C．300-400 ? D．400-500 ? 用户答案：[C] 得分：0.00 2.以非粮的淀粉和糖类为原料的燃料乙醇生产技术称为（）燃料乙醇技术。 A．1代 B．1.5代 C．2代 D．2.5代 用户答案：[B] 得分：6.00 3.到2013年底，全国城市垃圾发电并网装机容量（）千瓦，其中，垃圾循环流化床发电约占50%左右。 A．150万 B．260万 C．340万 D．450万 用户答案：[C] 得分：6.00 4.以玉米、小麦等淀粉类原料的生物质乙醇是通过下列哪种技术制备（）。
A．燃烧 B．生化法 C．热化学法 D．物理化学法 用户答案：[B] 得分：6.00 5.按照《可再生能源“十二五”规划》和《生物质能发展“十二五”规划》生物质成型燃料发展目标，到2015年，生物质成型燃料年利用量达到（），相应替代化石能源500万吨标准煤。 A．500万吨 B．800万吨 C．1000万吨 D．1300万吨 用户答案：[C] 得分：6.00 二、多选题【本题型共3道题】 1.一般生物柴油的制备方法包括( )。 A．直接混合法 B．微乳液法 C．生物酶转化法 D．高温热解法 E．酯交换法 用户答案：[ABDE] 得分：10.00 2.以下哪些选项属于现代生物质能资源（）。
A．农作物秸秆及农产品加工剩余物 B．林业“三剩物”及木材加工剩余物 C．城市及工业废弃物 D．油料作物 E．畜禽粪便 用户答案：[ABE] 得分：3.00 3.关于生物质能以下说法正确的是：（）。 A．生物质能即以生物质为载体的能量，直接或间接地来源于植物的光合作用，是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量 B．总量丰富、易于储运、能量密度较高的清洁能源 C．是唯一一种可再生的碳源 D．可再性生物质是唯一可以储存与运输的可再生能源 E．从改变能源结构的角度，受资源条件的限制，中国生物质能难以从根本上改变能源结构 用户答案：[ABC] 得分：0.00 三、判断题【本题型共5道题】 1.我国对生物质能产业的财税支持政策主要以税收减免为主，其中对燃料乙醇生产企业免征消费税，增值税实行先征后返。 Y．对 N．错 用户答案：[N] 得分：8.00 2.税收优惠政策有效地带动了企业投资生物质混燃发电项目的积极性，是推动生物质混燃发电产业快速发展有效手段。
学号09700115 能源工程导论结课论文 生物质能源的利用及前景 学生姓名张清阳 班级09电信1班 系别电子信息工程系 成绩
2011 年6 月16 日 生物质能源的利用及前景 摘要：针对生物质能源的开发利用对于中国发展的重大意义，从生物质能源的概念入手，综述和探讨了国内外生物质能源的发展状况，展望了中国生物质能源开发的广阔前景，并进一步提出了生物质能源今后发展的方向与措施。 关键词：新能源；生物质能；可持续发展；环境；开发 中国的生物质能源生产已经形成一定规模，国家也通过制定行业标准规范生物质能源生产，出台法律法规为其提供保障，并运用财税政策推进生物质能源产业发展。但是，中国生物质能源产业发展还面临原料资源短缺、生物质能源工业体系不完备、研究开发能力不足、产业化基础薄弱以及产品市场竞争力低等问题。展望未来，中国生物质能源产业的发展空间广阔，技术将不断完善，它将改变中国现有的能源消费结构，净化环境，并推动农村经济发展。 一、关于能源的描述 人们现代能源基本可以分为两大类：常规能源和新能源。 （一）常规能源 常规能源（conventional energy）也叫传统能源，是指已经大规模生产和广泛利用的能源。如煤炭、石油、天然气、核能等都属一次性非再生的常规能源。而水电则属于再生能源。煤和石油、天然气在地壳中是经千百万年形成的，这些能源短期内不可能再生。而一些不可再生能源的大量消耗所带来的环境污染既损害人体健康，又影响动植物的生长，破坏经济资源，损坏建筑物及文物古迹，严重时可改变大气的性质．使生态受到破坏。专家分析，常规能源已不是可持续发展的理想能源，为了适应社会需求，建设能源替代体系已成为必然趋势。 （二）新能源 新能源是指在新技术基础上系统地开发利用的能源，如太阳能、风能、海洋能、地热能等，但与常规能源相比，现在的新能源生产规模还较小，使用范围较窄。常规能源与新能源的划分是相对的。太阳能和风能等已使用许多年，由于还需要通过系统研究和开发才能提高利用效率，扩大使用范围，所以还是把它们列入新能源。其中一种是人们早就开始利用的，并有了充足发展的，就是生物质能。 二、生物质能简介 生物质能（biomass energy），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再