瑞典和芬兰生物质精炼的最新研究成果(Ⅰ)
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[收稿日期:2017-04-26]的环压指数为4.75N .m/g,Cobb值为40g/m 2,表现出优异的施胶效果。
参考文献[1]余舒颖,郑城,蔡雪晶,等.稀土改性酚醛树脂的表面施胶性能[J].中华纸业,2015,36(6):41-43.[2]杨向平.造纸工业表面施胶剂的研究进展[J].中华纸业,2009,30(22): 56-62.[3]林剑阳.油茶籽油精炼工艺的研究[D].福建农林大学,2007.[4]李远发,胡灵,王凌晖.油茶资源研究利用现状及其展望[J].广西农业科学,2009,40(4):450-454.[5]林菁.油茶加工剩余物的生物精炼技术[D].福建师范大学,2015.[6]姚小鸥.油茶加工剩余物的液化及应用[D].福建师范大学,2016.[7]方飞,王力生.油茶粕资源综合开发利用研究进展[J].饲料博览, 2011(6):30-32.[8]邓桂兰,彭超英,卢峰.油茶饼粕的综合利用研究[J].广州食品工业科技,2004,20(3):130-132.[9]马力,陈永忠.油茶籽的综合利用现状[J].农业机械,2012(24):78 -82.[10]周金沙,刘红梅.油茶籽的综合利用现状及前景分析[J].农产品加工(学刊),2006(7):58-60,78.研究开发R & D本刊讯(李芳 报道) 8月15日,芬兰Mets ä集团Äänekosk i生物质产品生产厂投入运行。
维美德向该厂提供回收锅炉、浆料干燥线、气化设备、石灰窑、硫酸厂以及涵盖整个工厂的Valmet DNA自动化系统。
维美德所供设备全部采用最新技术,节能效果非常显著。
气化设备和回收锅炉使生物质能源得到最大限度的利用。
工厂将全面停止使用化石燃料。
回收锅炉、浆料干燥线及石灰窑均为欧洲最大设备。
该生物质生产厂于2015年4月开建。
所需设备主要由Ta m p e r e 、Jyv äskyl ä、Ulvi la和Raisio工厂提供。
生物质气化技术及产业化应用赵小玲【摘要】生物质热分解(气化)技术是生物质热转化技术的核心之一,分为生物质直接气化技术和生物质间接气化技术.生物质间接气化技术可以实现生物合成气、热、电的高效联产.本文介绍和分析了欧洲已经建成的第一个大型生物甲烷气示范项目和实现生物质甲烷气并网用于汽车用气和居家燃气的流程.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2015(034)012【总页数】3页(P63-65)【关键词】生物质热分解;生物质气化;BFB气化炉;CFB燃烧炉;GoBiGas项目;生物质甲烷气【作者】赵小玲【作者单位】西安科技大学,陕西西安,710054【正文语种】中文【中图分类】TS7本课题系陕西省教育厅专项项目资金支持,项目编号12JK0601。
生物质能是重要的可再生能源,开发利用生物质能,是发展循环经济的重要内容。
我国生物质能产业在“十二五”期间快速发展,开发利用规模不断扩大,有些领域初步实现产业化。
目前我国在生物质的低温发酵方面研究和应用较多,但生物质的热化学转化技术及其应用,相对欧洲而言存在着一定的差距。
生物质热化学转化是生物质能源利用技术的重要方面[1],可以实现高效综合利用。
热分解(气化)和热裂解是生物质热化学转化技术平台的两大核心内容,生物质气化技术包括生物质直接气化和生物质间接气化两种,本文重点介绍和分析了生物质间接气化技术及其产业化高效应用的案例。
生物质间接气化技术适用于多种可再生的生物质燃料,包括城市污泥、生活垃圾、农作物残余物、木材残余物和木质生物质等。
通过生物质气化技术可以将这些生物质转化为高热值的生物质甲烷气[1]以及热、电。
生物质气化技术的核心部分包括:①生物质燃料在气化炉(BFB)中进行气化;②用蒸汽对气化炉进行鼓泡流动;③气化器中生成的焦炭、焦油在燃烧炉(CFB)中燃烧加热床底物;④燃烧炉中的床底物返回气化炉中对生物质进行气化。
生物质间接气化示意图见图1[2]。
瑞典的GoBiGas项目[3],是典型的采用生物质间接气化流程生产生物质甲烷气的工业化应用案例。
瑞典研制出超高强度生物基纤维材料
佚名
【期刊名称】《纺织科学研究》
【年(卷),期】2018(0)6
【摘要】据悉,来自瑞典的研究团队已经研制出一种生物基材料,拉伸刚度为
86GPa,拉伸强度为1.57GPa。
研究成果已在《ACS Nano》杂志上发表。
【总页数】1页(P10-10)
【关键词】纤维材料;超高强度;生物;瑞典;拉伸刚度;拉伸强度;研究成果;Nano
【正文语种】中文
【中图分类】TQ342.8
【相关文献】
1.生物基纤维材料与汉麻产业发展论坛指出:生物基纤维产业需加大基础研究 [J],
2.动物研究所周琪研究成果获Genoway国际转基因科技奖/叶玉如荣获世界杰出女科学家成就奖/合肥智能机械研究所农业信息技术应用系统研究应用成效显著/胡志红、张亚平荣获第八届"中国青年五四奖章"/北京正负电子对撞机光荣退役/金属研究所研制出超高强度高导电性纳米孪晶纯铜 [J],
3.瑞典和日本科研人员研制出超强纳米纸 [J], 徐明
4.韩国研制出超高强度混凝土并已投入正式使用 [J], 巫晓菲
5.瑞典研制出世界最强生物基纤维材料 [J], 华欣
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Worldwide News 环球纸业芬兰VTT技术研究中心近日宣布,将扩大位于芬兰Espoo的Bioruukki中试中心规模,扩大范围包括生物质的热化学新利用途径、纺织纤维的回收利用和绿色化学技术。
预计到2019年,Bioruukki中心将设立一个在全球范围内独一无二的研究实体,届时,VTT将把不同的中试手段在Bioruukki中心内相结合并成为一个实体,以便在不同发展阶段为整个价值链提供服务。
将各种中试项目相结合,还可降低中试成本,使昂贵的中试阶段能够进行得更快、效果更好。
工艺化学试验中试中心的第一阶段于2015年已经准备就绪,首次进行的工作是对采用气化和热解技术将生物质和回收原料生产生物质基燃料和化学品进行化学试验。
工作重点是提高能源效率,降低投资成本。
通过开发生产工艺,并整合到工业和市政能源生产系统来实现。
目前正在进行的项目包括由Tekes和欧盟资助的重点气化和热解项目以及若干公司委托开发的项目。
储能可移动合成装置Bioruukki中心在2016年秋季实现了在海运集装箱中放置化学能量储存的可移动合成装置。
以氢和碳氧化物为原料生产合成天然气、液体燃料和石油化工原料。
目标是开发和展示分散式生产理念以满足工业需求。
这项研究的主要研究重点是利用生物质和工业废气生产可再生产品。
2017年夏季,合成装置将在Lappeenranta Tekes资助的SOLETAIR项目的示范中展出,2018年冬天将连接Bioruukki中心的气化中试项目,作为欧盟地平线计划中包含的COMSYN项目的一部分。
生物质研究设施生物质研究设施将于2017年秋季在Bioruukki中心完成,其中,用于加工森林生物质和生产纸浆的实验室和中试设施规模达2300 m2。
建立该设施的目的是研究新的方法,借助于诸如纳米纤维素和微纤化纤维素技术,从纤维素中生产新的材料和化学品。
这项研究工作将为正在进行中的芬兰纸浆厂项目提供支持。
纺织纤维试验平台2017年春季,Bioruukki中心为纤维素类纺织纤维的碱溶解和纺丝研究提供试验平台。
次提出在水相中利用当量的副产物甲酸还原乙酰丙酸的思路。
该路线不仅体现了反应的原子经济性,避免了使用外部H2,还最大程度地降低了转化过程的分离能耗。
研究结果表明,RuCl3/PPh3能够在水相条件下转化摩尔比1:1的甲酸和乙酰丙酸,高产率地得到γ-戊内酯。
值得注意的是,甲酸原位生成的CO2可以促进疏水的膦配体PPh3在水相反应体系中发挥作用,解释了为什么RuCl3/PPh3在水相中拥有较高的催化效率,这也为廉价的PPh3替代水溶性膦配体提供了可能。
另外,我们还提出了一种两步催化甲酸和乙酰丙酸制备γ-戊内酯的方法。
该方法分别使用非均相催化剂Ru-P-SiO2和Ru/TiO2催化甲酸分解和乙酰丙酸加氢,成功地实现了催化剂的循环使用,为固定床连续法生产γ-戊内酯奠定了基础。
综上所述,本文以纤维素制备乙酰丙酸和γ-戊内酯的绿色催化转化为研究内容,实现了固体酸催化制备乙酰丙酸的绿色过程;完成了甲酸作为还原剂制备γ-戊内酯过程中反应的耦合,解决了反应体系内部氢源的自给。
关键词:生物燃料生物基化学品纤维素乙酰丙酸甲酸γ-戊内酯CO2效应原位还原ABSTRACTWith the aim of sustainable future, increasing attentions have been devoted to various routes for the production of biofuels and biochemicals via chemical and biological catalysis. Taking amount of feedstock, food supply and processing capacity into consideration, chemical transformation of cellulosic materials into biofuels and biochemicals has to be emphasized. Current investigations show that efficient conversion of cellulose to glucose, sorbitol, glycol, syngas, aromatics and furans has been achieved via hydrolysis, hydrogenation, catalytic pyrolysis and dehydration.All of them are “building blocks” for biorefinery which is of great potentials to be the future chemicals, materials, and energy base.Levulinic acid, also a “building block” derived from cellulose, is a fascinating compound because it offers several promising routes for biofuels as well as biochemicals. Starting from levulinic acid, levulinic esters and γ-valerolactone can be obtained through addition of alkenes and hydrogenation respectively. Both can be blended with gasoline as ethanol. With regard to energy density, polarity and boiling point, the derivatives of levulinic acid or γ-valerolactone, such as valerate, 5-nonanone, butene and C8+ alkenes, are more attractive in fuel applications. Moreover, levulinic acid and γ-valerolactone can also be converted to monomers. For instance, reaction with levulinic acid and phenol provides bisphenol A which is usually synthesized from acetone and plays important roles in polycarbonate and epoxy resin production. However, problems including the use of wasteful and corrosive mineral acid, the efficient separation of levulinic acid and external H2 supply, remain as bottleneck of the routes from cellulose to levulinic acid and γ-valerolactone.In chapter 1, we introduced the current state of the transformation of biomass towards biofuels and biochemicals as well as the concept of “building blocks” briefly. The chemical conversion of cellulose, synthesis and application of leculinic acid and γ-valerolactone were carefully reviewed. Besides,the relationship between biomass conversion and green chemistry were also commented.In chapter 2, levulinic acid was produced from cellulose by magnetic solid acid with mesopores. The process may find important applications for the liquid fuels and valuable chemicals production based on levulinic acid. By contrast with H2SO4, thecatalysts are more efficient to convert microcrystalline cellulose into LA and catalyst separation can be readily achieved by magnetic force.The in-situ reduction of levulinic acid using by-product formic acid was reported in chapter 3 and 4. We creatively proposed the transformation of levulinic acid in water with equimolar formic acid to γ-valerolactone. The success of this new route not only improves the atom economy of the process, but also avoids the energy-costly step to separate LA from the aqueous solution mixture of LA and formic acid. We have demonstrated that by using inexpensive RuCl3/PPh3, 1:1 aqueous mixture of levulinic acid and formic acid can be catalytically converted to γ-valerolactone in high yields. A striking positive CO2 effect on Ru-catalyzed hydrogenation is also observed, which may be used to explain the good performance of aqueous hydrogenation using water insoluble ligand. Moreover, by using heterogeneous catalyst Ru-P-SiO2 for decomposition of fomic acid and Ru/TiO2 for hydrogenation of levulinic acid, an efficient two-step process for γ-valerolactone production has been developed. The two catalysts can be used repetitively for at least 8 times without deactivationIn summary, two key problems concerning levulinic acid and γ-valerolactone production has been solved. First, levulinic acid has been prepared from cellulosic feed via a “green” dehydration process using magnetic mesoporous solid acids. Second, levulinic acid formed in aqueous medium can be reduced to γ-valerolactone by robust catalysts without using external H2.Key Words: biofuels, biochemicals, cellulose, levulinic acid, formic acid, γ-valerolactone, CO2 effect and in-situ reduction.中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。
国内外生物质能源开发利用技术一、本文概述本文旨在全面探讨国内外生物质能源开发利用技术的现状、发展趋势以及面临的挑战。
生物质能源,作为一种清洁、可再生的能源形式,正日益受到全球范围内的关注与重视。
本文将从生物质能源的基本概念出发,介绍其种类、特点以及开发利用的主要技术路径。
在此基础上,对比分析国内外在生物质能源开发利用方面的技术进步、政策支持、产业现状等方面的情况,以期为读者提供一个全面、深入的生物质能源开发利用技术概览。
在文章结构上,本文将首先回顾生物质能源的发展历程,阐述其在全球能源结构中的地位和作用。
接着,重点分析国内外生物质能源开发利用技术的现状,包括生物质能源的收集与预处理、生物质能转换技术、生物质能源利用系统等关键技术领域的最新进展。
本文还将探讨生物质能源开发利用过程中面临的环境、经济、社会等方面的挑战,以及应对这些挑战的策略和措施。
本文将对未来生物质能源开发利用技术的发展趋势进行展望,提出促进生物质能源产业健康发展的政策建议和技术创新方向。
通过本文的阐述,旨在为读者提供一个全面了解国内外生物质能源开发利用技术的平台,为推动生物质能源产业的可持续发展提供有益参考。
二、生物质能源的开发利用技术随着全球能源需求的持续增长和环境问题的日益严重,生物质能源作为一种可再生、环保的能源形式,正受到越来越多的关注。
生物质能源的开发利用技术涵盖了生物质能的收集、预处理、转化和利用等多个环节,这些技术的不断创新和优化,为生物质能源的大规模应用提供了可能。
在生物质能的收集方面,主要涉及到生物质资源的分类、评估和收集技术。
生物质资源包括农作物残余物、林业废弃物、水生植物、城市有机废弃物等,这些资源的分布广泛,种类繁多,因此,如何高效、环保地收集这些资源,是生物质能源开发利用的重要前提。
预处理技术是生物质能源开发利用的关键环节。
由于生物质资源的多样性,其物理和化学特性各异,因此,在转化利用前,通常需要进行破碎、干燥、去灰分等预处理步骤,以提高生物质能的转化效率和利用率。
图说欧洲生物质精炼行业⊙ 本刊记者 宋雯琪随着欧盟一系列环保政策的出台,欧洲诸多行业都开始关注生物质精炼,作为生物质经济的重要组成部分,生物质精炼无疑具有很大的潜力。
欧洲众多能源、化工和林浆纸企业都早早布局,希望在生物质经济的版图上占据一席之地。
如图1~图4所示,目前欧洲共有803家生物质精炼厂,其中507家侧重生产生物质化学品,363家生产生物质燃料,141家生产复合材料和纤维。
如表1所示,欧洲生物质精炼原材料主要来自农业、林浆纸行业、海洋业,其中农业占比最大,其次是林浆纸行业。
当然许多生物质精炼厂并非只用单一材料,而是采用多种原材料生产。
如图5所示,不难看出,大多数国家生物质精炼所需原料来自农业。
而芬兰和瑞典则因其境内林业资源丰富、制浆造纸行业发展水平高,这两个国家生物质精炼所需原料大都来自造纸行业的中间产品、副产品或废弃物残渣等,这也是芬兰和瑞典制浆造纸企业首先向生物质精炼转型的原因。
工厂数量表1 欧洲生物质精炼原材料来源原材料来源糖类、淀粉类原料油/脂肪类原料农作物残余农业副产品农业中间产品植物纤维其他农业产品木材制浆造纸厂副产品、废弃物、残余物等各种垃圾海洋业中油/脂肪类原料原材料细分21627576111236713771241363459农业农业农业农业农业农业农业林浆纸行业林浆纸行业垃圾海洋业其他图1 欧洲生物质精炼企业分布(总)via Biobased Industries ConsortiumSPECIAL图5 欧洲各国生物质精炼所需原材料分布via Biobased Industries Consortium图2 生产生物质化学品的精炼厂分布via Biobased Industries Consortium图3 生产生物质燃料精炼厂分布via Biobased Industries Consortium图4 生产复合材料、纤维的精炼厂分布via Biobased Industries ConsortiumSPECIAL。
芬兰和瑞典造纸行业生物质精炼发展情况由于北欧地区林业资源较为丰富,芬兰和瑞典浆纸行业发展生物质精炼起步相对较早,技术水平也比其他地区高。
不过目前经营和在建木纤维生物质精炼项目仍不算很多;已有项目中,芬兰大多处于待运营阶段,瑞典大多处于规划阶段。
能源、化工、林浆纸等行业是发展生物质精炼的中坚力量。
在芬兰和瑞典,多数生物质精炼厂的主要目标是生产用于交通运输行业的生物质能源。
因为据两国研究发现,北欧国家目前暂时还没有发现比生物质能源更具有高附加值的产品,其中最受到生物质精炼厂关注的就是浆纸企业开始探索利用溶解浆生产纺织纤维,这一环节加快了木纤维的循环,也加速了生产流程的内部循环。
表1和表2列举了芬兰和瑞典部分重点生物质精炼项目,尽管有一些还处于规划中,或者刚刚投产,但是它们对于造纸行业及相关企业向生物质精炼领域过渡提供了一定的参考。
在芬兰和瑞典,多数生物质精炼厂的主要目标是生产用于交通运输行业的生物质能源。
因为据两国研究发现,北欧国家目前几乎还没有发现比生物质能源更具高附加值的产品,其中比较受到行业关注的就是浆纸企业开始探索利用溶解浆生产纺织纤维,这一环节加快了木纤维的循环,也加速了生产流程的内部循环。
而同属北欧国家,芬兰和瑞典的发展模式既有相同之处,也存在许多差异,芬兰浆纸行业向生物质精炼过渡领域以生物能源为主,瑞典则致力于寻求多元化生物质精炼之路。
⊙ 编者注:宋雯琪编译自:Do forest biorefineries fit with working principles of a circular bioeconomy? A case of Finnish and Swedish initiatives; 作者:Armi Temmesa, Philip Peckb。
SPECIAL32第41卷第5期 2020年3月1芬兰:浆纸行业向生物质精炼过渡领域以生物能源为主1.1生物质精炼领域应减少基于粮食作物的原材料欧盟曾于2003年发布了生物质燃料指令,为生产生物质燃料开发了市场,但是第一代生物质燃料受到了人们的诟病,主要是因为它增加了对农作物的需求,迫使人们砍伐森林和排干湿地来种植粮食。
Nordic Paper和RenFuel合作试验生产木质素生物质燃料刘红峰【期刊名称】《造纸信息》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】1页(P77-77)【作者】刘红峰【作者单位】【正文语种】中文RenFuel公司近日与Nordic Paper公司签署协议,将在位于瑞典Värmland地区Bäckhammar的Nordic Paper公司旗下浆厂建造试验车间,以试生产先进的木质素生物质燃料。
瑞典能源局将资助该项目7100万瑞典克朗。
瑞典生物质能源研究公司RenFuel公司已开发出把制浆黑液副产品木质素精炼成木质素油的工艺并获得了专利。
该工艺生产的木质素油称为Lignol,可替代石油并用作生产可再生汽油和柴油的原料。
将黑液再加工利用也可提高制浆造纸企业的产能和利润。
RenFuel公司CEO Sven Lochen表示:“我们的Lignol产品是瑞典到2030年实现无化石燃料交通工具的关键,非常高兴我们的产品开始进行大规模中试,这有赖于Nordic Paper公司的合作和瑞典能源局的资金支持。
”生产试验的设施将建在位于Bäckhamm ar 的Nordic Paper浆厂内,计划于2017年初开始试生产试验。
如果生产试验取得成功,接下来将大规模生产Lignol 以满足快速增长的生物质燃料市场需求。
Nordic Paper公司认为,生产Lignol有可能快速减少对石油的需求,这也是瑞典到2030年实现无化石燃料交通工具的切实途径。
Nordic Paper公司CEO Per Bjurbom解释说:“制浆造纸行业是生物质经济的一个重要环节,通过这种合作,我们可切实推动未来无化石燃料愿景的实现。
这将是难以置信的惊喜。
”实现无化石燃料交通工具的另一个重要环节是与有能力将Lignol精炼成柴油和汽油的炼油厂合作。
自2010年以来,瑞典最大燃料公司—Preem公司通过采用塔罗油逐步替代原油来生产可再生燃料。
瑞典、丹麦、德国和意大利生物质能开发利用考察报告(续)史立山
【期刊名称】《中国建设动态:阳光能源》
【年(卷),期】2005(000)12M
【总页数】3页(P53-55)
【作者】史立山
【作者单位】国家发改委能源局
【正文语种】中文
【中图分类】TK6
【相关文献】
1.加强生物质能开发利用实现经济社会持续发展——关于德国、瑞典和丹麦生物质能开发和利用的考察报告 [J], 倪慎军
2.瑞典、丹麦的可持续建筑与住房政策——建设部考察组赴瑞典、丹麦考察报告[J], ;
3.德国瑞典林业生物质能源利用技术考察报告 [J], 生物质能源考察组
4.德国瑞典林业生物质能源利用技术考察报告 [J],
5.瑞典、丹麦、德国和意大利生物质能开发利用考察报告 [J], 史立山
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瑞典和芬兰生物质精炼的最新研究成果(Ⅰ)⊙陈庆蔚The latest research results of biomass refiningin Sweden and Finland⊙CHEN Qing-wei摘要:来自可再生、可持续发展的森林资源是实现生物质精炼化的基础;森林工业中有发展潜力、对生物质精炼有巨大包容性、有强大物质基础的制浆造纸业是实现生物质精炼化基础的基础。
发展生物质燃料以替代石化燃料,减少温室气体排放,改善全球的生态环境,是瑞典和芬兰实现生物质精炼化的主要目的。
Chemrec公司在瑞典Pitea公司下属的Smurfit Kappa浆纸厂中建造并于2010年9月正式投产的黑液气化制造生物质燃料二甲醚的示范工厂,以及由著名的供电供热能源公司Fortum在芬兰Joenssu的CHP热电厂中建造一座完全商业化的最新的快速热解技术生产生物质油的车间。
这两个范例表明:前者Chemrec是在挖掘制浆造纸业生物质精炼的内在潜力;后者则表明,在浆纸厂厂区内的C H P中,同样有采用最新的快速热解制造生物质油直至高级燃料的条件,这就突显了浆纸厂的多面性和包容性。
关键词:森林资源;制浆造纸业;生物质;精炼化;生物质燃料;乙醇;气化;热解Abstract: The renewable, sustainable forest resources is the basis to achieve the refining of biomass, and the pulp and paper industry has the development potential, a strong material base and huge inclusiveness to the biomass refining in the forest industry, is the foundation to realize the biorefinery basis.Development of biomass fuels to replace fossil fuels, reduce greenhouse gas emission and improvement of ecological environment around the world will be the main goal of Sweden and Finland to achieve in the future.In September 2010, Chemrec Co. was built a black liquor gasification demonstration plant in its subsidiary Smurfit Kappa pulp and paper plant, Pitea, Sweden for manufacture of biofuel dimethyl ether and officially put into operation. And also the famous heat & power supply company Fortum built a completely commercialized workshop in Joenssu CHP, thermal power plant, Finland, using the latest fast pyrolysis technology to produce biomass biofuels. These two examples show that the former is utilizing the inter-potential of biomass refining in pulp and paper industry, the latter shows that the CHP in pulp mill can also use the latest fast pyrolysis technology to produce low to high grade biofuels from biomass, highlighting the versatility and tolerance of pulp mills.Key words:forest resources; pulp and paper industry; biomass; refining; biofuels; ethanol; gasification; pyrolysis中图分类号:TS7文献标志码:B文章编号:1007-9211(2015)12-0006-06技术进步TECHNOLOGY● 专论与综述 ●6第36卷第12期 2015年6月90m i l l.m 3=33m i l l.m 3。
据报告,由于收支有多余,自20世纪20年代以来,活立木容积增长了80%。
这就是养重于伐,森林工业采取了森林可持续发展方针政策的效果。
瑞典全国人口仅970万的数字,衬托出对森林资源的珍惜和丰富拥有!另从图1中还可看到,欧亚针叶林带区还几乎覆盖了芬兰国土的全部。
据芬兰林业年鉴2013年中记载:芬兰全国土地面积为33.84m i l l.h a,林地面积26.2m i l l.h a,森林覆盖率达77.4%,活立木容积为23.32亿m 3,年度活立木增长量为104m i l l.m 3。
芬兰目前年砍伐量为63m i l l.m 3,全国活立木年净增长量为41m i l l.m 3。
在保证林业可持续发展的前提下,年可砍伐(annual removal)木材超过6000万m 3。
据联合囯林产品2012年年鉴,尽管2012年瑞典和芬兰的锯材生产量(世界排名分别为第三位和第五位)相应达到15.90m i l l.m 3和9.35m i l l.m 3,两国年出口量相应达到11.85m i l l.m 3和6.45m i l l.m 3,仍相应进口了0.403m i l l.m 3和0.45.7mill.m 3的锯木进行补充。
木质燃料也是这样,尽管瑞典2012年生产了5.90m i l l.m 3木质燃料,但仍进口了0.479m i l l.m 3供木质燃料之用。
以上表明,虽然两国森林资源丰富,但在发展经济的同时,重视并采取必要的措施,来保证本国森林资源的可持续发展,是完全必要的。
1.2森林工业中的制浆造纸业据联合国森林产品2012年年鉴,瑞典和芬兰生产的木浆分别为1239.4万吨和1044.0万吨,均在全球排名前五内;生产的纸和纸板产量分别为1141.6万吨和1069.6万吨,全球排名也比较靠前。
图2以芬兰为例,详细地列出了芬兰国内立木消耗去向及其消耗量。
从图中可以看到,全国每年立木消耗量为70.8m i l l.m 3,扣除小型住宅区用薪材5.4m i l l.m 3和供热发电用薪材4.0mill.m 3外,尚有61.4mill.m 3分别用于制浆工业(37.4m i l l.m 3)和森林工业产品(24.0m i l l.m 3)。
如前两项略去不计,则制浆工业耗用量为全国每年立木消耗量的52.8%,达全国立木总消耗量的一半以上,其它森林工业产品占有率仅为34%。
以上表明,制浆造纸业历来都是森林工业最重要的行业和基础,在当今时代,又是生物质精炼最重要的发源地和基础。
著名的芬兰V T T公司引用了欧洲人对“生物质精炼”一词含义的阐述,他们认为“生物质精炼就是要持续1实现生物质精炼化的基础1.1森林资源机械化制浆造纸200多年运行的阅历证明,木材包括针叶木和阔叶木在内均是制浆造纸的优质原料,生物质精炼化也证明了这一点。
例如纳米微晶纤维素是当今最出名的补强剂,在使用木材特别是针叶木纤维素而不是用禾草植物纤维来制造时,其产成品的纤维形态、结晶度、强度均要为佳。
这也说明了瑞典和芬兰生物质精炼化的主观意向还得有丰富的森林资源为依托,这是其牢固的物质基础。
西从北欧挪威的大西洋海岸起向东延伸9000k m至俄罗斯的太平洋海岸,就是世界上最大的欧亚针叶林带区(见图1)。
这一林带区的林带宽度达1000k m(60°~70° N)。
从图1中可以看到,深绿色的北欧欧亚针叶林带区在瑞典覆盖了全国林区的80%左右,覆盖了全国土地面积45m i l l.ha (百万公顷,下同)的63.6%(28.6m i l l.ha)。
据瑞典森林署(Skogsstyrelsen)2014年林业年鉴报告,全国林地总面积40.7m i l l.h a,全国林地活立木容积量30亿m 3,全国活立木年平均生长量为123m i l l.m 3(下同),每公顷活立木容积量为135m 3。
瑞典目前年砍伐量为90mill.m 3左右,全国活立木年净增长量为:123mill.m 3-技术进步TECHNOLOGY 7Jun., 2015 Vol.36, No.12China Pulp & Paper Industry不断地加工生物质使之能生产出系列的、市场化的产品和能源”。
正因为制浆造纸业特别是制浆业生物质精炼潜力很大,可以通过纸厂加工的林木残留物以及林木原料中的纤维素、半纤维素、木素、黑液以及生产的副产品等开发,生产出多种生物质燃料、生物质日用品、生物质化学品等,所以瑞典、芬兰正在实现制浆造纸业的生物质精炼化。
1.3动力和活力在瑞典和芬兰,涉及生物质精炼领域的重大项目,其研究开发费用将受到资助。
在瑞典,进行资助的单位如能源署、环境研究委员会以及政府为创新事业设立的办事机构等。
在芬兰,进行资助的单位如芬兰技术创新基金资助机构TEKES、芬兰科学院等。
受到资助的单位主要是参与生物质精炼重大项目研究与开发的单位,包括有实力的公司、大学、研究机构、咨询机构、大型公或私企业等组成的中心和群体。
参照J.Jo el s s on等分类方法,关键领域的研究进展相应为:纤维素水解和乙醇制造、生物质气化、热解和烘焙、制浆厂的生物质精炼等,这几方面是生物质精炼比较活跃和有发展空间的领域。
见图3。
根据图示,将瑞典与芬兰正在进行研究、试验、中间工厂试生产直至规模性正规投产运行涉及的国家机构、研究部门、大学、企业(含集团、公司)在生物质精炼领域的进展情况分别介绍如下。
2纤维素水解和乙醇制造2.1瑞典当今有相当多的活动是将木材生物质转化为可发酵糖,其目的是为了通过这一转化以获取供汽车燃料用的乙醇。
瑞典能源署(Swedish Energy Agency)一直是乙醇项目的重要赞助和支持的政府部门,1993年就计划并安排了生物质制造乙醇的研究,项目的名称分别为Etanolprocesser2011~2015和Energimyndigheten 2011。