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一、填空题1.一次能源是指直接取自的各种能量和资源。
2.二次能源是指的能源产品。
3.终端能源是指供给、和直接用于消费的各种能源。
4.典型的光伏发电系统由、、、和等组成。
5.光伏发电系统按电力系统终端供电模式分为和光伏发电系统。
6.风力发电系统是将转换为，由、和3大系统组合构成。
7.并网运行风力发电系统有和两种运行方式。
8.风力机又称为风轮，主要有和风力机。
9.风力同步发电机组并网方法有和。
10.风力异步发电机组并网方法有、和。
11.风力发电的经济型指标主要有、、、、和。
12.太阳的主要组成气体为和。
13.太阳的结构从中心到边缘可分为、、、和。
14.太阳能的转换与应用包括了太能能的、、、、与。
15.光伏发电是根据原理，利用将直接转化为。
16.光伏发电系统主要由、、和3大部分组成。
17.太阳电池主要有、、、、与5种类型。
18.生物质能是通过将转化为而储存在生物质内部的能量。
19.天然气是指地层内自然存在的以为主体的可燃性气体。
20.燃气轮机装置主要由、和3部分组成。
21.自然界中的水体在流动过程中产生的能量，称为，它包括、和3种形式。
22.水能的大小取决于两个因素：和。
二、简答题1.简述能源的分类？2.什么是一次能源？3.什么是二次能源？4.简述新能源及主要特征。
5.简述分布式能源及主要特征。
6.简述风产生的原理。
7.简述风力发电机组的分类。
8.简述变速恒频风力发电系统的控制策略。
9.风力同步发电机组的并网条件有哪些？10.影响风力发电场发电量的因素主要有哪些？11.简述光伏发电系统的孤岛效应。
12.简述光伏发电系统的最大功率点跟踪控制。
13.生物质能通常包括哪六个方面？14.利用生物质能主要有哪几种方法？15.简述我国发展和利用生物质能源的意义。
16.简述我国生物质能应用技术主要哪几个方面发展？17.简述燃气轮机的工作原理。
18.小型燃气轮机发电的主要形式有哪几种？19.我国水力资源有哪些特点？20.典型的水电站主要由哪几部分组成？三、分析问答题1.分析双馈异步发电机变速恒频风力发电系统的工作原理。
生物能源有哪些生物能源是指由生物物质转化而来的能源，包括生物质能、生物油、生物气、生物酒精等。
随着环保意识的不断提高和能源需求的增加，生物能源在能源领域中逐渐发挥着重要的作用。
下面我们来具体了解一下生物能源的种类。
一、生物质能生物质能是指利用植物生长所形成的有机质作为能源的一种能源形式。
其中包括木材、秸秆、沼气、生物炭等。
生物质能的优势在于它是一种可再生的能源，同时还能够减少二氧化碳等有害气体的排放。
1. 木材能源木材是生物质能中最主要的能源来源之一。
木材能够通过燃烧、气化或液化等方式转化为能源。
其中，木材燃烧所释放的热能可用于供暖、发电等用途。
而木材气化或液化所转化的气体或液体则可作为燃料供应机动车辆等使用。
2. 秸秆能源秸秆是指农作物的茎秆、叶子等剩余部分。
秸秆作为生物质能的一种重要来源，可以用于燃料、酒精、纤维等生产。
特别是秸秆燃烧所释放的热能可作为一种清洁的能源物质供暖、发电等用途。
3. 沼气能源沼气是指一种可再生的气体能源。
通过微生物分解有机物质而形成的发酵气，其中含有约60%的甲烷。
沼气是一种清洁的燃料，不仅能够替代化石燃料，而且还能够减少污染物排放。
4. 生物炭能源生物炭是指通过植物生物质炭化加工制成的一种碳质材料。
生物炭是一种有机碳，可代替煤炭作为一种清洁的燃料。
同时，生物炭在农业、环境等领域也有广泛的应用。
二、生物油能源生物油是指从植物中提取出来的一种液体燃料。
生物油源广、易得，且良好的可再生特性使其成为可替代传统石油的一种新型能源。
1. 油菜籽油能源油菜籽油是一种常见的生物油能源，主要用于替代柴油。
油菜籽油具有低碳、减排、清洁、低成本等优点，受到了广泛关注。
2. 棕榈油能源棕榈油是一种来自热带地区的生物油能源。
棕榈油含有高度不饱和脂肪酸和多酚等活性成分，具有天然抗氧化剂，有助于改善心血管系统健康，是一种多功能、可持续的生物油能源。
3. 垃圾油能源垃圾油是指从厨余垃圾或餐饮业废弃物中提取出的一种生物油能源。
稻草秸秆厌氧发酵产沼气研究稻草和秸秆是农作物产生的剩余物质，其潜在的能源价值一直备受关注。
其中，厌氧发酵是一种能够将这些生物质转化为沼气的有效方式。
本文将就稻草和秸秆的厌氧发酵产沼气研究展开讨论。
首先，稻草和秸秆的厌氧发酵是指在缺氧的环境下，利用厌氧细菌将有机物质转化为沼气的过程。
这些有机物质在发酵过程中被分解成沼气的主要成分，包括甲烷和二氧化碳。
沼气不仅具有高热值，可以被用作燃料，还可以用作发电或供暖。
然而，稻草和秸秆作为厌氧发酵的底物也存在一些挑战。
首先，其纤维素和半纤维素的含量较高，这使得生物降解变得困难。
这需要通过物理或生物方法来打破纤维素和半纤维素的结构，以提高底物的降解效率。
其次，底物中氮和硫的含量也较高，这会导致底物中产生硫化氢等有毒气体。
因此，必须控制好底物的氮硫平衡，以保证发酵反应的顺利进行。
在稻草和秸秆的厌氧发酵过程中，如何提高产沼气效率也是一个重要问题。
一种常用的方法是通过混合底物来提高发酵效果。
例如，将稻草和秸秆与家畜粪便等高产沼气底物进行混合，可以提供更丰富的养分和菌群，从而促进发酵反应。
此外，添加一些辅助材料，如酶或微生物，也可以加速底物的降解，提高产沼气效率。
最后，稻草和秸秆的厌氧发酵产沼气研究在实际应用上也具有重要意义。
中国是一个农业大国，农作物剩余物质的处理一直是一个难题。
利用稻草和秸秆产沼气既能解决废弃物的处理问题，又能提供可再生能源，实现农业废弃物的资源化利用。
因此，稻草和秸秆的厌氧发酵研究不仅有理论意义，也有实际应用价值。
综上所述，稻草和秸秆的厌氧发酵产沼气研究是一个具有潜力和挑战的领域。
通过加强对底物特性和发酵机理的研究，探索合适的发酵条件和方法，可以实现农作物剩余物质的高效转化和能源利用。
这将有助于解决农业废弃物处理问题，推动可持续能源发展。
不同作物秸秆厌氧发酵产沼气试验研究本文通过对我国不同作物秸秆厌氧发酵进行试验分析，并且得出一些结论，期望能对沼气试验的效果有一定的促进作用。
标签：作物秸秆；厌氧发酵；沼氣；试验引言：遗留田间的农业废弃物秸秆必须进行处理和利用，才不至于影响下一季春播，由于秸秆的产量很大，大量的秸秆若不能及时处理，只好在播种前采取就地焚烧的应急措施集中处置，会产生大量浓烟，使尘埃量积聚，雾霾天越来越多，严重污染周边卫生和破坏生存环境，影响人们的身心健康。
目前，处理秸秆的方法有许多种，加工成碳棒作燃料、生产秸秆乙醇、发电以及发酵气化作为生物质能源等。
本文主要研究将秸秆生物气化为沼气的规模化生产试验研究，以解决农村清洁能源短缺的难题。
一、厌氧消化技术概述厌氧发酵是对作物秸秆采取有效利用、实现废弃物秸秆无害化的有效方法。
消化的过程可以采取人员进行控制，加速微生物对有机物的降解，使得有机物无害化。
还可以通过将有机物降解脱除产生沼气，实现资源的可利用化。
废弃物秸秆厌氧发酵技术就是在没有溶解氧和硝酸盐氮的环境之下，在通过微生物将有机物进行降解生成沼气的主要成分，并且结合成新物质的化学过程。
二、材料与方法（一）实验材料接种物采用厌氧活性污泥，取自附近的污水处理厂，经离心处理得到浓缩污泥，TS为12.98%、VS为35.78%（基于TS）。
实验底物为风干玉米秸秆，TS为81.70%、VS为88.40%（基于TS），经切碎备用。
（二）实验方法1.湿式发酵。
湿式完全混合厌氧消化工艺是最早利用的。
这种工艺的固体浓度要保证在一定的浓度之下，其液化、酸化和产气不同阶段都是在一个反应器内进行的，其施工工艺简单、易于操作、管理方便的有点。
湿式发酵按照接种物与底物比例（VS 比例）为1：2混合加入250ml厌氧发酵瓶中，采用厌氧发酵的基础培养。
配制底物秸秆的TS浓度为4%，工作体积为100ml，利用碱液调节发酵混合物的pH 值至7.5。
采用CO2（20%）和N2（80%）混合气曝气5min，然后用橡胶塞和铝制封口压盖密封，将厌氧发酵瓶放于水浴振荡培养箱中培养，设置温度37℃、转速150r·min。
1 引言生物质能（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。
沼气作为生物质能的其中一类，在缓解能源短缺，解决能源污染上起着重要作用。
2 生物质燃料沼气生物质燃料沼气是一种新兴的可再生能源，最早是在农村普及。
上世纪八九十年代在我国农村开始应用，现如今，我国正开展农村普及沼气计划，用以缓解环境的污染问题。
将沼气作为未来我国的主要能源是当前的主要任务。
2.1 沼气概念沼气是一种新型的可再生能源，如今已在全世界普及、在环境污染日益严重的今天，无污染，清洁能源沼气的应用已变得更加广泛。
沼气是有机物质（如秸秆、杂草、人畜粪便、垃圾、污泥、工业有机废水等）在厌氧环境和一定条件下，经过种类繁多、数量巨大、功能不同的各类厌氧微生物的分解代谢而产生的一种气体，因为人们最早是在沼泽地中发现的，因此称为沼气。
2.2 沼气的理化性质沼气是一种多组分的混合气体，它的主要成分是甲烷，约占体积的50%～70%；其次是二氧化碳，约占体积的30%～40%；此外，还有少量的一氧化碳、氢气、氧气、硫化氢、氮气等气体组成。
沼气中的甲烷、一氧化碳、氢气、硫化氢是可燃气体，氧气是助燃气体，二氧化碳和氮气是惰性气体。
未经燃烧的沼气是一种无色、有臭味（含有其它气体）、有毒（硫化氢）、比空气轻、易扩散、难溶于水的可燃性混合气体。
沼气经过充分燃烧后即变为一种无毒、无臭味、无烟尘的气体。
沼气燃烧时最高温度可达1400℃，每立方米沼气热度值为2.13万～2.51万焦耳，因此说沼气是一种比较理想的优质气体燃料。
沼气中的主要气体甲烷还是大气层中产生“温室效应”的主要气体，其全球气候变暖的影响率达20%～25%，仅次于二氧化碳气体。
5种狼尾草属植物生物能用性状评价及利用方式张蕴薇;田丹阳;杜娟;黄艳华;袁珊;杨富裕【摘要】针对5种狼尾草属植物的农艺性状、含水量、木质纤维素含量等共11个指标进行测定和分析,并将茎、叶与全株的木质纤维素含量进行了相关性分析.结果表明:①供试5种狼尾草属植物的农艺性状以及木质纤维素含量等能用性状均呈现显著差异,其中,纤维素含量为杂交狼尾草(1号及2号)及象草显著大于台湾甜草及红象草,木质素含量为象草＞杂交狼尾草2号＞杂交狼尾草1号＞台湾甜草＞红象草;②相关性分析表明,植株茎叶的木质纤维素含量与全株均呈现一定的相关性;③对5种植物的利用方式进行评价,杂交狼尾草1号是纤维乙醇生产和沼气发酵的良好材料,杂交狼尾草2号次之.研究结果对于狼尾草属植物优质材料的培育和能源利用具有一定的理论指导和参考价值.%Eleven indexes,including agronomic traits,water content and lignocellulose content,were determined in five varieties of Pennisetum and the correlations of lignocellulose contents between stem/leaf and whole plant were analyzed.Our results could be summarized as follows:①There were significant differences in agronomic traits and lignocellulose content among the five varieties of Pennisetum.The orders for their cellulose contents were:No.2 Pennnisetum hybrid,No.1 Pennnisetum hybrid and Pennisetum purpureum Schumach are significantly higher than those of Pennisetum purpureum Schumab ev.Taiwan and Pennisetum purpureum Schum cv.However,the orders of the lignin contents were:Pennisetum purpureum Schumach ＞ No.2 Pennnisetum hybrid ＞ No.1 Pennnisetum hybrid ＞ Pennisetum purpureum Schumab ev.Taiwan ＞ Pennisetum purpureum Schumabcv.②The lignocellulose contents of different plant organs,including stem and leaf,were significantly correlated with those of whole plant.③The evaluation of utilization ways for the five varieties suggested that No.1 Pennnisetum hybrid was the most suitable material for cellulosic ethanol production and biogas fermentation among the five varieties,followed by No.2 Pennnisetum hybrid.This study provides theoretical and practical guidance in the cultivation and utilization of the Pennisetum.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2017(050)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】狼尾草属;农艺性状;木质纤维素含量;利用方式【作者】张蕴薇;田丹阳;杜娟;黄艳华;袁珊;杨富裕【作者单位】中国农业大学动物科技学院,北京100193;中国农业大学动物科技学院,北京100193;中国农业大学动物科技学院,北京100193;中国农业大学动物科技学院,北京100193;中国农业大学动物科技学院,北京100193;中国农业大学动物科技学院,北京100193【正文语种】中文【中图分类】S216.2能源植物作为第四大清洁能源——生物质能的主要原料，开发利用前景广阔，将成为21世纪新型能源的研究热点，其中能源草因易收获、适应性广、可实现多年连续生产等特点而备受关注．狼尾草属(Pennisetum)起源于非洲，为一年生或多年生C4草本植物．其生长速度快，生物产量大，干物质产量和燃烧值都较高[1]，是生物质能转化利用的良好原料，开发潜力巨大．目前，我国狼尾草属植物作为优质牧草被广泛种植，但以生产生物质能源为目的的研究尚鲜见文献报道．理想的生物质能源作物不仅要有较高的生物产量，还要具备纤维素和半纤维素含量高、灰分含量低、木质素含量少等优点．狼尾草属植物的细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中纤维素和半纤维素可由水解酶消化为糖类，之后发酵生成乙醇．木质素在纤维素周围形成保护层，限制了纤维素的水解，降低了糖化效率，增加了乙醇生产工艺成本[2-4]．因此，通过评价不同狼尾草属植物生物能源性状，筛选出适宜作为能源植物开发利用的材料(高纤维素、低木质素)具有重要的应用价值．本研究对5种狼尾草属植物的农艺性状(株高、叶宽、叶长、直径、茎节数、分蘖数)、生理指标(鲜重、干重、含水量)和能用性状(纤维素、半纤维素、木质素)等进行了综合评价，筛选出了用于生物质能开发利用的最优材料．此外，本研究还探讨了全株与各部位(茎、叶、节、节间)之间木质纤维素含量的相关性，以期找到减少实际测量工作量的方法．1.1 实验材料5份狼尾草属植物于2012年种植于河北涿州农业大学试验站，包括杂交狼尾草1号(No. 1 Pennniserum hybrid)、杂交狼尾草2号(No. 2 Pennniserum hybrid)、台湾甜草(Pennisetum purpureumSchumab ev．Taiwan)、红象草(Pennisetum purpureumSchumab cv.)和象草(Pennisetum purpureumSchumach)，如图1所示．1.2 实验方法1.2.1 农艺性状测定及样品采集分别对5种狼尾草属植物进行农艺性状的测定．测定指标包括：绝对株高、叶长(顶端起第2个节对应的叶片的长度)、叶宽(叶片最宽的宽度)、直径(距地面第2个节间)、茎节数(从有明显茎节的位置开始计数)及分蘖数等．每个指标测定3次．农艺性状测量结束后进行样品的采集，用于含水量等生理指标及木质纤维素的测定．材料取自成熟植株的全株以及不同部位(茎、叶、茎节、节间)，样品共90份．每种狼尾草属材料选取长势一致的3个分蘖，距离地面15,cm的高度剪下．其中，第1个分蘖收集全株，第2个分蘖分茎和叶两部分收集，第3个分蘖分为茎节、节间、叶3部分．样品分别装入牛皮纸袋带回实验室进行后续指标的测定．1.2.2 鲜重、干重及含水量的测定将材料剪下后，迅速称量全株地上部分的鲜重，65,℃烘干至恒重，测其干重．含水量的计算方法：含水量＝(鲜重-干重)/鲜重×100%,．1.2.3 木质纤维素含量的测定将样品于65,℃烘干至恒重后，用粉碎机(型号：FRITSCH pulversette15)粉碎，过0.25,mm筛，进行纤维素、木质素和半纤维素的测定．采用范式(van Soest)洗涤纤维分析法分别测定中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)[5]．用72%,浓硫酸法测定木质素含量[6]．利用ANKOM纤维分析仪(ANKOM200，ANKOM Technology，Fairport，NY)进行读数，并分别计算纤维素、半纤维素、木质素的含量．1.2.4 数据处理与分析实验数据采用Excel软件进行处理，利用SPSS软件进行单因素方差分析和相关性分析．进行相关性分析时，所用数据是将5种狼尾草属植物的全株与茎叶的木质纤维素含量进行比较，并分析其相关性．2.1 5种狼尾草属植物综合性状评价2.1.1 5种狼尾草属植物农艺性状评价对5种狼尾草属植物的株高、叶长、叶宽等农艺性状进行了统计分析．由表1测定结果表明，5种狼尾草属植物的农艺性状均存在差异．杂交狼尾草(1号、2号)和象草株高显著高于台湾甜草和红象草(P＜0.05)，且杂交狼尾草2号株高达到348.83,cm；在叶长和叶宽两项指标中，5种狼尾草属植物也呈现了相似的规律，杂交狼尾草(1号、2号)显著大于其他3种材料(P＜0.05)；红象草的株高虽然最低，但直径却显著大于其他4种植物(P＜0.05)，说明长势较为矮壮；狼尾属材料的茎节数大多处于较为平均的水平(7～13)，但红象草茎节数较少，约为3个；除了杂交狼尾草2号分蘖数较少(约为15个)，5种狼尾草属材料的分蘖数差异并不显著．2.1.2 5种狼尾草属植物的干、鲜重和含水量测定植株的生长量是评价其利用价值的重要衡量指标．为了测定5种狼尾草属植物的生物量，这里对其鲜重、干重和含水量进行了测定，结果如表2所示．与其他3种植物相比，杂交狼尾草(1号和2号)具有显著的产量优势，其中狼尾草2号的鲜重达到697.5,g，显著高于其他4份狼尾草属植物材料(P＜0.05)；与象草相比，台湾甜草和红象草鲜重较高，但干重较低，说明两者的含水量较高，平均为86.06%,，显著高于其他材料(P＜0.05)．2.2 5种狼尾草属植物木质纤维素组成特点2.2.1 5种狼尾草属植物全株木质纤维素组成特点对5种狼尾草属植物的能用性状(纤维素、半纤维素、木质素等)进行了比较分析，结果如图2所示．杂交狼尾草(1号、2号)和象草的纤维素含量较高，显著大于(P＜0.05)台湾甜草及红象草；台湾甜草与杂交狼尾草(1号、2号)半纤维素含量差异不显著，但显著大于象草及红象草；在木质素含量上，5种狼尾草属植物的差异均显著(P＜0.05)，由大到小排列为：象草＞杂交狼尾草2号＞杂交狼尾草1号＞台湾甜草＞红象草，象草木质素含量最高，达到8.52%,，红象草木质素含量最低，为4.05%,．2.2.2 5种狼尾草属植物茎、叶木质纤维素组成特点进一步对5种狼尾草属植物不同部位(茎、叶)的木质纤维素含量进行比较，结果如表3所示．5种狼尾草属植物的纤维素含量均表现为茎大于叶；但半纤维素含量与此相反，表现为叶中含量大于茎；除此之外，在木质素含量上，5种狼尾草属植物的表现规律不同，其中在杂交狼尾草(1号、2号)和象草中表现为茎大于叶，但在红象草及台湾甜草中茎和叶中的木质素含量差异并不显著．2.2.3 全株与植株茎、叶木质纤维素相关性分析为了减少木质纤维素测量的工作量，通过分析全株与各部分木质纤维素的相关性，探讨用植物各部分的木质纤维素含量来预测全株的可行性．本实验分别探讨了全株-茎部、全株-叶部的木质纤维素的相关性．结果表明，半纤维素含量在全株与茎叶之间均无显著相关性；而纤维素的全株-茎部、全株-叶部的相关性以及木质素的全株-茎部呈现一定的相关性，R2值分别为0.60、0.60及0.85．体现了做初步推测的可能性．相关分析见图3．3.1 5种狼尾草属植物木质纤维素的比较木质纤维素是评价能源草的重要指标．本实验中，5种狼尾草属植物的纤维素含量为31.99%～38.11%，半纤维素含量为26.24%～29.13%,，木质素含量仅为4.05%～8.52%,．与范希峰等[7]在2006—2009年期间测定的狼尾草属植物的木质纤维素含量的结果一致，纤维素、半纤维素、木质素含量分别为36.15%,、21.01%,、8.92%,．柳枝稷作为纤维素乙醇转化的模式植物，其纤维素含量为31.66%,～38.5%,，半纤维素含量为25.04%～32.80%,，木质素为17.29%～18.36%,[8-9]．延迟收获的玉米秸秆纤维素为35%,、半纤维素为15%,、木质素含量为17%,[10]．对比发现，本实验中评价的5种狼尾草属植物在纤维素、半纤维素含量相当的情况下，木质素含量较低，是较为理想的能源植物．曾汉元等[11]对3种芒属植物的木质纤维素含量进行测定比较，纤维素在33%,～55.2%,之间，略高于本实验得出的结论，但木质素含量在25.8%,～36.3%,之间，远高于本实验所测得的狼尾草属植物的木质素含量．因此，这5种狼尾草属植物能源利用率应略高于部分芒属植物．但结果也可能受收获时期不同的影响，需要进一步进行比较．范希峰等[12]的实验结论也进一步证明，杂交狼尾草与荻、芦竹、柳枝稷相比具有一定的产量优势．因此，狼尾草植物是理想的生物质能源植物，具有巨大的开发潜力．3.2 全株与各部位木质纤维素相关性分析在生产实际中测定杂交狼尾草木质纤维素需要将其杂交狼尾草整个分蘖取下烘干粉碎，但杂交狼尾草植株高大，6月中旬就达到1.5,m，10月几乎都在2.5,m以上，因此取材的过程需要耗费大量人力和物力．杂交狼尾草叶片宽大，在粉碎过程中需要将叶片剪碎分几次放入粉碎机，不易操作，因此寻找植株各部分的木质纤维素含量的相关性并建立相应公式，以便利用部分推测全株的木质纤维素含量，减少实际测量工作量．本研究结果显示，茎、叶与全株的纤维素含量以及茎与全株的木质素呈现一定的相关性，初步证明了用部分预测全株纤维素的可能，以便达到快速测定、减小工作量的目的．3.3 基于5种狼尾草属植物木质纤维素组成的利用建议生物质能源转换方式有生物质固化、生物质气化和生物质液化3种方式．其中技术比较成熟的利用方式有如下3种．(1)生物质成型燃料技术．生物固化形成生物质致密成型燃料，其主要目的是将低密度的生物质转变为高密度的生物质燃料，多采用直接燃烧、致密成型、热解气化等利用方式．这种技术要求植物材料应有较高的木质素、纤维素含量，以确保利用时热值较高，灰分较低．5种植物中木质纤维素含量综合水平较高的为杂交狼尾草1号、杂交狼尾草2号及象草，可达到70%,，且均含有较高的生物量，适合作为生物质固化燃料的原料．(2)生产燃料乙醇．燃料乙醇是指作为燃料添加到汽油、柴油中的乙醇，可部分替代石油，缓解石油资源短缺．从乙醇生产角度出发，理想的原料应有较高的纤维素含量、较低的木质素和半纤维素含量[13]. 本次实验比较的5份材料中，杂交狼尾草1号、杂交狼尾草2号及象草纤维素含量较高，杂交狼尾草1号、杂交狼尾草2号及台湾甜草半纤维素含量较高，而木质素含量为象草＞杂交狼尾草2号＞杂交狼尾草1号＞台湾甜草＞红象草．结合这5份材料的农艺性状考虑，虽然台湾甜草与红象草木质素含量低，但是其生物量也偏低，不符合生物质能源材料高产的要求，因此杂交狼尾草1号是最适合作为纤维素乙醇生产开发的原料，杂交狼尾草2号次之．(3)厌氧发酵制沼气．厌氧发酵制备生物燃气是生物质资源能源化利用的重要途径之一[14-16]，要求原料中纤维素等易降解的有机物含量高，难降解发酵的木质素含量低．本研究中，木质素含量为象草＞杂交狼尾草2号＞杂交狼尾草1号＞台湾甜草＞红象草，从木质素含量高抑制沼气发酵角度考虑，其产甲烷能力为红象草＞台湾甜草＞杂交狼尾草1号＞杂交狼尾草2号＞象草．从本实验结果看，红象草最适宜用于沼气发酵，但若综合考虑植物农艺性状差异以及能源植物对产量的要求，杂交狼尾草1号最适宜作为发酵制沼气的材料，杂交狼尾草2号次之．本研究通过对5种狼尾草属植物的农艺性状、生理指标和木质纤维素含量等指标进行综合评价，得出狼尾草1号、2号生物量大，木质素含量相对较低，是生产纤维乙醇和制造沼气的理想材料．此外，将全株与茎、叶部的木质纤维素进行比较，得出全株与叶部的木质素相关性较高(R2＝0.85)，为进一步建立用叶部的木质素推测全株的木质素含量的模型奠定基础．［1］高瑞芳，张建国. 能源草研究进展[J]. 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Supported by the National Basic Research Program of China(No.2012CB215301)and the National Natural Science Foundation of China (No. 31272493).【主编特邀】——草本能源植物培育及化学催化制备先进液体燃料专家点评：生物质是太阳能的转换器，是唯一可制备液体燃料的可再生能源，木质纤维素类生物质是重要的组成部分．草本能源植物富含木质纤维素，耐旱、耐寒、耐盐碱、耐瘠薄、环境适应性强，被认为是未来最有发展前景的新型能源植物之一．以来源广泛的草本能源植物为原料，以水为媒介，采取化学催化技术制备氢气、生物液体烃类和含氧等先进液体燃料，因具有能耗低、效率高、产物组成可调等显著优势而备受关注．虽然水相化学催化转化生物质制备液体燃料是一项极具意义的技术，国内外许多研究者也进行了探索，并取得了一些成果，但相关基础研究薄弱，在草本能源植物定向培育、木质纤维素类生物质解聚、解聚产物调控、加氢饱和以及碳链增长等反应的选择性控制与机理等方面仍有不足．解聚产物的水相重整制氢的反应机理并不清楚，均有待于进一步探索．中国科学院广州能源所牵头承担的国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目“草本能源植物培育及化学催化制备先进液体燃料的基础研究”从草本能源植物选择性培育入手，将获得的组成结构可调的木质纤维素生物质水相解聚，及解聚产物水相化学催化制备先进液体燃料，从分子水平上培育改造草本能源植物，揭示木质纤维素生物质水相解聚及解聚产物水相催化制备先进液体燃料的化学反应机理及选择性控制规律．本期刊登3篇文章涉及了草本植物农艺性状和能用性状的综合评估、解聚产物的模型化合物水相重整制氢催化剂活性的探索和玉米秸秆生物质在百吨/年中试装置上水相催化转化生物航油路线的物质及能量转化分析．在领域内属于较新的研究成果，希望对广大读者的科研工作有所帮助．。
价值高的几种能源植物价值高的几种能源植物能源草能源草是指植株高大、生长迅速、生物质产量高的草类能源植物，是可直接作燃料及用于生产生物质能源的草本植物的统称，多为两年或多年生。
利用能源草生产生物质能源可缓解煤炭、石油的供应压力，有效利用农闲田，改良土壤结构，提高生物多样性，减少有害气体排放等。
20世纪70年代初的“石油危机”掀起了世界各国研究生物质能源的热潮，其中，美国和巴西最早成功用玉米和甘蔗制得燃料乙醇。
然而，以粮食作物为原料生产生物质能，不仅加大了农作物需求量，也引起了粮食短缺。
国际货币基金组织(IMF)调查发现，不断扩大对生物燃料的需求是导致最新粮食价格上涨的`主要原因。
2007年我国政府呼吁停止使用玉米生产燃料乙醇。
在生物质能产业发展的过程中，应坚持不争粮、不争地、不争食用油和糖的方针。
2008年中国农业大学生物质工程中心报道能源草堪当未来生物能源之大任。
根据能源草的成分特征，可将其分为4类：(1)淀粉类，生产燃料乙醇，如甜高粱等;(2)油脂类，生产生物柴油，如油莎草等;3)木质纤维素类，通过转化获得热能、电能、乙醇和生物气体等，如芦竹、芒草等;(4)萜类、烯烃类石油物质类，通过脱脂处理作为柴油使用，如续随子等。
能源是人类赖以生存和发展的基础，继石油、煤炭和天然气后的第四大能源-生物质能，如农业生产、农产品加工废弃物等，其储量丰富且可再生。
除可作为固体燃料，亦是唯一转化可再生液体燃料的资源，其中，木质纤维素类植物是制取燃料乙醇的主要原料。
我国木质纤维素类资源丰富，但制备过程仍存在一定困难。
而能源草产量高、易获得、储量丰富，作为转化原料潜力巨大。
相对于其他农作物或能源木本，能源草的优势尤为突出。
另外，甘薯(红薯)、木薯、甜高粱等都可以作为能源植物开发。
麻疯树麻疯树，又名小桐子、柴油树，为大戟科落叶灌木或小乔木。
它为喜光阳性植物，因其根系粗壮发达，是具有较强的耐干旱瘠薄能力的油料作物，又因枝、干、根近肉质，组织松软，含水分、浆汁多、有毒性而又不易燃烧和抗病虫害。
项目是为治理海南省澄迈县、海口市及其周边市县有机废弃物，保护周边水体、大气等环境而设，项目建成后，将会大大消除畜禽粪便、城市餐厨垃圾和市政粪渣等废弃物对环境的污染，便但在治理同时，也将对环境产生一定影响，因此，在处理过程中也会给环境带来一些二次污染；因此有必要采取周密措施，在该项目建设过程中和投产运行后，必须把这种影响降到最低，达到国家制定的环境标准。
10.1 建设地区的环境现状项目所在地周边有机废弃物量多、种类丰富，严重影响了当地的生态环境。
周边污水中含有BOD5、COD、SS、大肠杆菌、蛔虫卵、氮和磷等大量污染物质，其中高浓度污水用于灌溉，会使作物陡长、倒伏、晚熟或不熟，造成减产，甚至毒害作物，出现大面积腐烂此外，高浓度污水可导致土壤孔隙堵塞，造成土壤透气、透水性下降及板结，严重影响土壤质量。
生猪产生含有大量的氨、硫化物、甲烷等有毒有害成分，污染周围空气，严重影响了空气质量。
10.2 项目拟采用的环境保护标准《中华人民共和国环境保护法》、《水污染防治法实施细则》、《大气污染防治法》、《环境噪声污染防治法》、《固体废弃物污染环境防治法》、《畜禽养殖业污染防治技术规范》、《畜禽场环境质量标准》、《恶臭污染物排放标准》、《锅炉大气污染物排放标准》、《城镇燃气设计规范》、《农田灌溉水质标准》等。
10.3 项目对环境的影响及治理对策10.3.1 项目建设过程中对环境的影响及治理对策（1）对交通的影响及对策施工期间，由于土方、建筑材料等运输将增加附近路段的车流量，施工车辆尽量避免在主要干道上通行，并尽量避开车辆高峰时间。
因沼气工程厂址已离开市中心，预计这种车流量可能产生的交通拥堵情况不会对中心区域有较大影响。
（2）扬尘对施工工地周围的影响及对策整个施工过程中的场地平整、打桩、开挖、回填、道路浇筑、建材运输、露天堆放、装卸、搅拌等作业都会产生场尘，如遇大风干燥天气，施工扬尘将更加严重。
施工车辆的进出携带泥土抖落在道路上，施工现场裸露的土堆、地表，在遇到风吹和降雨的情况下，将造成泥尘污染。
1.4 实验研究目的，技术路线我国目前的农作物发酵制沼气技术与发达国家相比,起步较晚,大型项目的运行经验相对较少。
由于我国幅员辽阔,不同地域的农作物资源种类不同,其物理和化学性质也有较大的差别,加之我国不同地区年平均气温差别较大,使我国农作物厌氧发酵制备沼气的大型项目难有统一的设计参数标准。
对于不同的大型沼气项目,必须结合项目实际的农作物种类和物性、气候条件、供热条件、沼液和沼渔的消纳和后续处理工艺、农作物的价格和最大运输半径、原料的储存和供料方式、发电机组的选型等因素进行综合考虑,才能使项目实施后获得最佳的经济和社会效益。
根据我国农作物制备沼气技术的应用现状,结合本文研究的农作物制备沼气项目实际案例,本文的研究目的为:;研究发酵原料的物理化学性质和产气率,提出合理估算农作物（主要是黄瓜藤）和粒径的方法,为项目实例提供工艺选择、系统设计和经济性计算提供可靠依据。
为了实现上述目的,本文研究内容主要集中如下几个方面:（1）研究农作物破碎预处理的特点,为合理计算破碎预处理能耗提供计算方法。
（2）研究了黄瓜藤的鲜活度对发酵产气量和产气速率等因素的影响。
（3）不同投配率对发酵产气量和产气速率等因素的影响；为了厌氧发酵反应的持续反应，同时还研究不同投配率对于pH值的影响。
1.5 论文章节安排本论文共包括六章内容。
第一章介绍课题的研究背景，国内能源消费和可再生能源利用现状，以及课题的主要研究内容和意义。
第二章厌氧发酵反应制备沼气的基本原理和影响参数。
第三章阐述农作物的破碎原理，从中说明粒度与能耗间的关系，并且从能耗的角度分析不同粒度的颗粒的耗能情况。
第四章针对需要采用实验方法对各个因素进行研究，确定实验的数据测量的方法以及实验进行过程中需要的注意事项，防止实验失败。
第五章实验采用定制CSTR厌氧反应器对黄瓜藤在中温条件下进行厌氧消化反应实验，研究系统的稳定性能和产气性能。
第六章作出对课题的总结和展望，总结本课题的研究成果，并提出不足之处和以后还需进一步研究的方向。
