生物乙醇技术现状与进展
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生物乙醇
生物乙醇是一种可再生能源,被广泛用于代替传统燃料,具有环保、可持续等
优势。
本文将探讨生物乙醇的生产原理、应用领域及未来发展趋势。
生产原理
生物乙醇是通过发酵法制备的。
主要原料包括玉米、甜菜、小麦、红甜菜等含
糖作物,首先将这些原料破碎、蒸煮后加入酵母菌进行发酵,酵母菌分解原料中的糖分,产生乙醇和二氧化碳,最后通过蒸馏提取出纯净的乙醇。
应用领域
生物乙醇作为一种清洁能源广泛应用于交通运输领域。
混合使用生物乙醇的汽
油能有效降低尾气排放,减少对环境的污染。
此外,生物乙醇还可以用作工业原料,如溶剂、酯类化合物等。
未来发展趋势
随着人们对环境保护的重视以及对石油资源的逐渐枯竭,生物乙醇作为可再生
资源将会更受重视。
未来生物乙醇的生产技术将不断完善,生产成本降低,产量增加,推动其在能源替代领域的广泛应用。
总之,生物乙醇作为可再生能源,在环保、可持续发展等方面具有重要意义,
未来的发展将为人类社会带来更加清洁、可持续的能源解决方案。
乙醇的生产及应用研究进展乙醇是具有燃烧完全、效率高、用途广等特点的可再生能源。
本文简要综述了生产乙醇的几种新技术,主要包括以玉米、小麦等为原料的淀粉类技术、以甘蔗、甜菜等为原料的糖蜜类技术及以农、林废弃物等为原料的纤维素类技术;较详细地阐述了乙醇在医药、食物、燃料、饮料、化工等领域的应用研究。
最后,展望了乙醇的应用发展前景。
标签:乙醇生产应用进展面对化学能源短缺以及使用化学燃料导致的大气污染、酸雨、温室效应等一系列环境问题,人类已着手开发用包括核能、风能、太阳能、氢能、生物质能源在内的各种绿色替代能源。
在生物质能源中,作为替代性再生能源之一的乙醇,具有燃烧完全、效率高、无污染等特点,因此具有巨大的发展潜力。
世界重要经济体近30 年来大力发展燃料乙醇,美国、巴西走在世界前列,两国燃料乙醇产量占世界的69%以上。
现阶段我国生产燃料乙醇的原料以玉米为主(占50%以上),其次是薯类(占23%),其余是高粱、小麦、糖蜜等。
乙醇除了做燃料,还有许多其它用处,如:作为有机合成的原料;各种化合物结晶的溶剂;洗涤剂;萃取剂;食用酒精可以勾兑白酒;用作粘合剂;硝基喷漆、清漆、化妆品、油墨、脱漆剂等的溶剂以及农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料;还可以做防冻剂、消毒剂等。
一、乙醇的生产技术1.淀粉类技术—玉米乙醇技术美国具有比较成熟的由玉米制备乙醇的技术,主要有两种传统方法,一是湿法碾磨。
美国约40%的乙醇用湿法碾磨生产。
将玉米浸泡在具有二氧化硫的水中24h至36h,使籽粒能分离(Separate)成为四个组成部分:胚、蛋白质、纤维质和淀粉。
分离反应出现后,淀粉就发酵成乙醇,而剩下的三种组分则作为诸如玉米面筋粉和玉米面筋饲料等副产品出售。
这些都是被看作比较值钱的副产品。
二是干法粉碎。
干法粉碎总共约占美国乙醇生产的70%。
加工随着玉米被精细碾磨并被烧煮开始,淀粉被发酵并转化为乙醇,而玉米的三个不能发酵的部分(蛋白质、纤维质和脂肪)则被运送经过这个过程,并作为一种称作带可溶物的干酒糟(distillers dried grains with solubles)DDGS的饲料产品,在结束时回收。
世界生物质能源发展现状及未来发展趋势生物质能源作为一种可再生能源,具有广泛的产能基础、环境友好和可持续发展的特点,被广泛研究和开发。
目前,世界生物质能源发展取得了显著的进展,但也面临一些挑战和需要解决的问题。
未来的发展趋势将集中在技术创新、市场扩大和政策支持。
本文将对世界生物质能源的现状和未来发展趋势进行详细论述。
首先,世界生物质能源的现状可以总结为以下几个方面。
一是生物质能源的利用途径多样化。
生物质能源可以通过生物质直接燃烧发电、生物质颗粒燃料、生物乙醇、生物柴油等多种途径转化为热能、电能和燃料等形式使用。
二是生物质能源的产业化水平不断提高。
世界各地已经建立了一批生物质能源示范项目和商业化生产基地,生物质能源工业化水平不断提高。
三是生物质能源的国际合作加强。
各国在生物质能源研究开发和应用方面加强了合作,共同推动生物质能源的发展。
四是生物质能源技术不断创新。
包括生物质颗粒燃料生产技术、生物乙醇和生物柴油生产技术、生物质膜分离和纯化技术等方面的研究和创新取得了重要进展。
然而,世界生物质能源发展还面临着一些问题和挑战。
首先,生物质资源可持续供应的问题。
生物质能源利用过程中需要大量的生物质资源,而其获取和储存成本较高,资源供应不稳定。
其次,生物质能源利用过程中产生的废弃物处理问题。
生物质能源的利用产生大量的废弃物,如生物质灰渣、废液等,如何高效处理和利用废弃物是一个亟待解决的问题。
再者,生物质能源的技术成本较高。
目前,生物质能源的生产技术相对成熟,但其生产成本较高,影响了其在能源市场的竞争力。
在未来,世界生物质能源的发展趋势将集中在以下几个方面。
一是技术创新和提高利用效率。
通过技术创新,降低生产成本,提高发电和燃料颗粒的利用效率,推动生物质能源的技术创新和进步。
二是市场扩大和推广应用。
大力发展生物质能源产业,推动生物质能源工业化发展,提高其在能源市场的占有率。
建立健全的市场机制和政策,激励生物质能源的推广和应用。
乙醇行业现状及发展趋势
摘要:
1.乙醇行业的现状
2.乙醇行业的发展趋势
3.乙醇行业的前景展望
正文:
乙醇行业现状及发展趋势
一、乙醇行业的现状
乙醇是一种有机化合物,具有活泼的羧基和羟基,具有良好的反应活性、很强的穿透性和水溶性。
乙醇广泛应用于化学清洗、日用化工等领域,也可作为聚合单体用于合成或改性可降解塑料。
近年来,随着我国经济的快速发展,乙醇行业的市场规模不断扩大,出口持续增长。
然而,目前乙醇产业还未达到工业化生产水平,各个地区适合利用的原料不同,因此各省区间应加强协调合作,以促进产业的可持续发展。
二、乙醇行业的发展趋势
1.行业产能扩张明显:我国拥有2 亿多吨的陈化粮待消化,因此玉米深加工企业势在必行。
东北玉米乙醇得益于产粮基地优势,乙醇企业相对规模化进展,原料地域及政策优势多重推动,产能在东北的扩张创近几年整体最高。
2.市场供需失衡渐渐恢复:2021 到2021 年市场供需失衡严峻,产能大量上马,但传统需求行业处于饱和状态,且近两年国家提倡环保,向传统下游传导越来越吃力。
传统类下游不断萎缩,后期需求回暖,市场供需失衡将逐渐恢复。
3.技术创新及环保要求:随着国家对环保的重视,乙醇行业需要不断提高技术创新能力,降低生产成本,提高资源利用效率,减少环境污染。
因此,研发新型生产工艺和设备将成为行业发展的关键。
三、乙醇行业的前景展望
综上所述,乙醇行业在市场需求和政策支持的背景下,将保持稳步发展。
行业产能扩张、市场供需失衡恢复以及技术创新和环保要求将推动乙醇行业的转型升级。
我国生物乙醇产品精馏脱水技术进展梁春丽;杜金宝;张敏华;耿中峰;闫莉;吕惠生【摘要】The distillation and dehydration of bioethanol is the key to bioethanol quality control, bioethanol yield, and energy consumption. In this paper, the distillation and dehydration process of edible alcohol, anhydrous ethanol and bio-fuel ethanol was reviewed. Five-tower differential pressure distillation, as low energy consumption technology, is recommended for edible ethanol. Molecular sieve absorption dehydration, featured by clean and low carbon, is recommended for anhydrous ethanol. And complex tower thermally coupled distillation and dehydration has gradually become the mainstream production technology for non-grains fuel ethanol.%生物乙醇精馏脱水技术是控制产品质量、产品收率及整个生产过程公用工程消耗的关键。
综述了食用酒精、无水乙醇和燃料乙醇等产品的精馏脱水精制生产工艺及应用效果。
五塔差压精馏技术作为低能耗的特级食用酒精生产技术,是口感要求严格的健康的液态基白酒主流生产技术;分子筛脱水设备与技术以清洁低碳的技术特点成为无水乙醇生产首选技术;复杂塔系多级热耦合精馏及脱水生产技术逐渐成为非粮燃料乙醇的主流生产技术。
2023年生物乙醇行业市场分析现状生物乙醇是一种由生物质原料发酵生成的可再生能源,因其可减少温室气体排放和对传统石油资源依赖等优势,受到了广泛的关注。
下面对生物乙醇行业市场分析现状进行详细分析。
生物乙醇市场需求:随着全球能源危机的加剧以及对环境问题的日益关注,生物乙醇的需求一直保持着较高的增长势头。
生物乙醇广泛应用于燃料行业,用作汽车燃料、船舶燃料和航空燃料等,也可作为化工原料用于生产酯类、醇类等化工产品。
同时,生物乙醇还可以被用作工业溶剂和食品添加剂等。
全球生物乙醇市场格局:目前,全球生物乙醇市场主要集中在北美、巴西和欧洲等地。
北美是全球最大的生物乙醇市场之一,尤以美国最为突出。
美国是全球最大的生物乙醇生产国,占据全球生物乙醇产量的一半以上。
巴西由于其丰富的农业资源和成熟的生物乙醇产业链,成为全球第二大生物乙醇生产国。
欧洲国家也在积极发展生物乙醇产业,法国、德国和瑞典等国家是欧洲生物乙醇产业的主要推动者。
国内生物乙醇市场现状:作为全球最大的农业大国,中国在生物乙醇产业发展方面具有巨大潜力。
近年来,中国政府相继出台了一系列支持生物乙醇产业发展的政策,推动了国内生物乙醇行业的快速发展。
目前,中国生物乙醇产业链相对完善,包括生物质原料采集、发酵酒精生产、生物乙醇燃料生产和销售等环节。
国内生物乙醇市场需求主要集中在燃料行业,但随着环境意识的增强,生物乙醇在化工和其他领域的应用也有望得到拓展。
生物乙醇行业发展前景:当前,全球能源危机日益严重,对可再生能源的需求持续增长,这将持续推动生物乙醇行业的发展。
同时,各国政府对生物乙醇产业的支持力度不断加大,通过提供政策支持和财政补贴等方式,进一步刺激生物乙醇市场需求。
另外,生物乙醇技术的进一步突破也将推动行业的发展,包括提高发酵技术的效率和产量、改善生物乙醇生产工艺等。
然而,生物乙醇行业目前还存在一些挑战和问题。
首先是生物乙醇的成本问题,生物质原料采集、发酵和生产等环节的成本较高,导致生物乙醇的价格相对较高。
乙醇制备技术发展现状分析重庆远达烟气治理特许经营有限公司科技分公司,重庆 400000摘要:本文围绕国内乙醇制备技术及其产业的发展现状进行了综述。
以制备方式为分类依据,首先介绍了传统发酵、合成方法制备乙醇工艺路线,描述了不同工艺的应用、成本情况。
再以二氧化碳合成路径为主线,描述了经电催化、直接或间接等工艺制备乙醇的技术研究进展,及其工程实践的可行性。
最终讨论分析了各乙醇制备工艺间的优劣势,梳理了技术可能的发展方向。
关键词:乙醇;传统工艺;二氧化碳制备中图分类号:TQ031.21 引言近年来,随着化石能源的大量消耗,温室气体如CO2的排放量急剧增加,引起了全球气候变暖等诸多严峻的环境问题。
乙醇在常温、常压下是一种无色透明、易燃易挥发的液体,是一种泛用化工品,常用作原料、消毒剂广泛应用于工业、民用领域,甚至可以作为清洁燃料,调入汽油或直接燃烧,缓解化石能源、温室气体排放等难题。
据可再生燃料协会(RFA)统计数据,2019年全球生物乙醇产量达达到290亿加仑,折合约8670万吨。
其中美国和巴西占80%以上。
2018年国内乙醇产量为760万吨(产能为1500万吨),其中燃料乙醇占总量35%,约266万吨,次于白酒用量,高于化工消费量。
2020年我国乙醇消费总量约为870万吨,基本处于供需平衡状态。
目前我国燃料乙醇消费量在300-350万吨左右,其中自产250-300万吨左右,进口约60万吨[1]。
2020年底,国务院新闻办公室发布《新时代的中国能源发展》白皮书,提出“坚持不与人争粮、不与粮争地的原则,严格控制燃料乙醇加工产能扩张”。
国家能源局印发《2021年能源工作指导意见》明确提出,要加快推进纤维素等非粮生物燃料乙醇产业示范,指出了发展纤维素燃料乙醇将是生物燃料乙醇的重点方向。
2 传统制备乙醇技术2.1粮食发酵制备乙醇工艺发酵法制备乙醇是在传统酿酒的基础上发展而来的,在相当长的时间里,是生产乙醇的唯一工业方案。
乙醇的化学式和乙醇技术的发展。
乙醇是一种常见的有机化合物,其化学式为C2H5OH。
乙醇技术的发展经历了多年的探索和研究,逐渐成为现代工业中不可或缺的重要化工原料。
乙醇作为一种醇类化合物,具有独特的化学性质和广泛的应用。
它是一种无色透明的液体,在常温常压下可燃烧,能够溶解许多有机和无机物质。
乙醇具有较高的挥发性和可溶性,因此被广泛应用于溶剂、消毒剂、燃料等领域。
乙醇技术的发展始于19世纪。
最早的乙醇生产方法是通过发酵,即利用微生物将含糖物质转化为乙醇。
这种方法简单易行,但产量较低,质量也不稳定。
18世纪末,法国化学家尚.巴托洛缪.盖伊-吕萨克提出了一种由石油制取乙醇的方法,标志着乙醇技术迈向了工业化。
20世纪初,乙醇的生产工艺得到了进一步改进和完善。
一种重要的技术突破是使用乙烯作为原料制取乙醇。
乙烯是一种无色气体,是石油炼制中副产物。
通过催化剂的作用,可以将乙烯转化为乙醇。
这种方法具有高效、高产、质量稳定的特点,成为乙醇工业化生产的主要方法之一。
随着科学技术的不断进步,乙醇技术得到了更加深入的研究和发展。
研究人员通过改进催化剂的性能和反应条件,提高了乙醇的合成效率和选择性。
同时,也发展出了一系列新型的乙醇生产工艺,如气相氧化、水蒸气法等。
这些新技术在提高乙醇产量的同时,也减少了对环境的污染。
乙醇技术的发展还受到能源和环境问题的影响。
乙醇作为一种可再生能源,被广泛应用于生物燃料领域。
生物乙醇是利用植物的生物质通过发酵和蒸馏等工艺制取的乙醇,具有低碳排放、可再生的优势。
随着对化石能源依赖的减少和环境保护意识的提高,生物乙醇生产技术得到了迅速发展。
乙醇技术的发展也推动了相关领域的研究和创新。
乙醇的应用不仅局限于溶剂和燃料领域,还涉及到医药、化妆品、食品等多个行业。
研究人员通过对乙醇的结构和性质的深入研究,探索了更多乙醇的应用领域,并开发出了一系列新产品和新技术。
乙醇作为一种重要的有机化合物,在化工领域有着广泛的应用。
*通信作者资助项目:中国工程院战略研究与咨询项目(2022-XY-15),中国科学院生态环境研究中心“碳达峰碳中和生态环境技术专项”(RCEES-TDZ-2021-6)修改稿收到日期:2022年10月17日;预出版日期:2022年12月14日科技与社会S & T and Society 引用格式:韩雪, 贺泓, 岳国君, 等. 生物乙醇重整制氢技术挑战与产业化发展机遇. 中国科学院院刊, 2023, 38(1): 134-144, doi: 10.16418/j.issn.1000-3045.20220705001.Han X, He H, Yue G J, et al. Development opportunities and technical challenges of industrialization for hydrogen production from bio-ethanol reforming. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2023, 38(1): 134-144, doi: 10.16418/j.issn.1000-3045.20220705001. (in Chinese)生物乙醇重整制氢技术挑战与产业化发展机遇韩 雪1,2 贺 泓1 岳国君3*林海龙3 刘劲松3 于 斌31 中国科学院生态环境研究中心 北京 1000852 有研工程技术研究院有限公司 北京 1014073 国投生物科技投资有限公司 北京 100034摘要 生物乙醇重整制氢是氢能绿色供应的重要途径,其采用可再生能源为原料,运用成熟、高效的化工工艺,积极助力碳达峰、碳中和目标的实现。
生物乙醇是已被广泛应用的化石燃料替代品,随着纤维素乙醇技术不断进步,生物乙醇生产不再受限于淀粉基原料。
目前,生物乙醇重整能够以制氢和生物乙醇已有的产业化成果为基础,实现与现有氢能产业的快速链接。
生物质合成气发酵生产乙醇技术的研究进展1李东1,2 王忠铭1,2 袁振宏1 吴创之1 廖翠萍11中国科学院广州能源研究所,广州,(510640)2中国科学院研究生院,北京,(100039)lidong@摘 要:七十年代以来,开发低成本、可持续和可再生能源已成为各国的研究热点。
以生物质为原料生产的燃料乙醇是一种很有应用潜力的能源。
本文简要讨论了生物质合成气发酵生产乙醇的技术途径,分析了该技术的优点、工艺过程、生产成本和市场化进程,特别介绍了美国BRI公司和密西西比乙醇公司(ME)在生物质合成气发酵生产乙醇方面所做的工作;同时,指出了对我国发展生物质合成气发酵技术的必要性和应用前景。
关键词:生物质合成气 厌氧发酵 乙醇1. 引 言能源是现代社会赖以生存和发展的基础,液体燃料的供给能力与国民经济可持续发展密切相关,是国家战略安全保障的基础之一。
液体燃料的不足已严重威胁到我国的能源与经济安全,为此我国提出了大力开发新能源和可再生能源、优化能源结构的战略发展规划[1,2]。
生物质是惟一可以转化为液体燃料的可再生能源,将生物质转化为液体燃料不仅能够弥补化石燃料的不足,而且有助于保护生态环境。
生物质包括各种速生的能源植物、农业废弃物、林业废弃物、水生植物以及各种有机垃圾等。
我国生物质资源丰富,理论年产量为50亿吨左右,发展生物质液化替代化石燃料有巨大的资源潜力[3]。
乙醇是一种优质的液体燃料,每千克乙醇完全燃烧时约能放出30 000kJ的热量。
乙醇燃料具有很多优点,它是一种不含硫及灰分的清洁能源,可以单独作为燃料使用;同时,一定量燃料乙醇加入汽油后,混合燃料的含氧量增加,辛烷值提高,降低了汽车尾气中有害气体的排放量。
事实上,纯乙醇或与汽油混合物作为车用燃料,最易工业化,并与先进工业应用及交通设施接轨,是最具发展潜力的石油替代燃料[4]。
乙醇的生产方法可概况为两大类:发酵法和化学合成法。
化学合成法是用石油裂解产出乙烯气体来合成乙醇,有乙烯直接水合法,硫酸吸附法和乙炔法等,其中乙烯直接水合法应用比较多。
生物乙醇生产行业现状分析报告及未来五至十年发展趋势近年来,生物乙醇生产行业迅速崛起,并在能源领域发挥着重要作用。
生物乙醇作为可再生能源的重要代表,不仅能有效替代传统能源,还能降低对环境的污染。
本报告将对生物乙醇生产行业的现状进行分析,并对未来五至十年的发展趋势进行展望。
一、生物乙醇生产行业现状分析1. 市场需求不断增长随着全球能源需求的不断增长以及人们对绿色能源的追求,生物乙醇的市场需求也在不断扩大。
许多国家纷纷出台政策,鼓励生物乙醇的生产和使用,使得市场需求呈现出良好的发展势头。
2. 技术水平不断提升过去,生物乙醇生产技术存在许多问题,如废弃物处理困难、生产成本高等。
但近年来,随着科技的进步和研发投入的增加,生物乙醇生产技术得到了长足的发展。
新的生物乙醇生产技术不仅能够更高效地转化原料,还能提高产品的纯度和质量。
3. 市场竞争加剧随着行业的发展,生物乙醇生产企业也在不断增多,市场竞争日益激烈。
企业需要提高产品质量和降低生产成本,以在市场中保持竞争力。
同时,生物乙醇生产企业还需积极开拓国内外市场,增加销售渠道,提高产品知名度。
4. 政策支持力度加大许多国家纷纷出台支持生物乙醇生产的政策,为行业的发展提供了有力的支持。
政府补贴、税收优惠等政策的出台,为生物乙醇生产企业提供了良好的发展环境。
政策的不断完善将进一步促进生物乙醇行业的发展。
二、未来五至十年发展趋势展望1. 技术创新将推动行业发展未来,生物乙醇生产行业将持续加大对技术创新的投入。
新的生产工艺和设备将不断涌现,提高生物乙醇的生产效率和质量。
同时,生物乙醇的生产原料也将不断丰富,包括各类农作物秸秆、废弃物等,进一步提高生物乙醇的资源利用效率。
2. 智能化生产将成为发展趋势随着人工智能技术的不断发展,智能化生产将逐渐成为生物乙醇生产的发展方向。
通过智能化设备和系统的应用,可以实现生产过程的自动化、数据的实时监测和分析等,提高生产效率和产品质量,并减少资源的浪费。
乙醇行业现状及发展趋势摘要:I.乙醇行业现状A.乙醇生产原料B.乙醇生产成本C.乙醇市场需求D.乙醇行业竞争格局II.乙醇行业发展趋势A.乙醇产能扩张B.市场供需失衡的恢复C.乙醇产业政策影响D.乙醇行业前景展望正文:乙醇行业现状及发展趋势乙醇是一种广泛应用于化学清洗、日用化工等领域的有机化合物。
近年来,随着环保意识的提高和乙醇生产技术的不断创新,乙醇行业在国内外市场上得到了迅速发展。
本文将从乙醇行业现状和未来发展两个方面进行详细阐述。
一、乙醇行业现状1.乙醇生产原料乙醇的生产原料主要包括玉米、木薯、甜高粱等。
在我国,玉米是最主要的乙醇生产原料。
近年来,我国玉米种植面积和产量不断增加,为乙醇生产提供了充足的原料保障。
2.乙醇生产成本乙醇生产成本主要包括原料成本、生产成本和物流成本等。
其中,原料成本是影响乙醇生产成本的主要因素。
近年来,玉米价格的波动对乙醇生产成本产生了较大影响。
3.乙醇市场需求随着人们生活水平的提高和环保意识的增强,乙醇市场需求持续增长。
乙醇作为一种可降解的有机化合物,广泛应用于生物降解塑料、清洁剂等领域。
此外,乙醇还被用于生产饮料、医药等产品。
4.乙醇行业竞争格局目前,乙醇行业竞争格局呈现出多元化、差异化的发展态势。
国内外企业纷纷加大对乙醇产业的投入,市场竞争日益激烈。
在我国,乙醇产业主要集中在东北地区,该地区具有丰富的原料资源和政策优势。
二、乙醇行业发展趋势1.乙醇产能扩张随着乙醇市场的不断发展,乙醇产能扩张成为行业发展的必然趋势。
预计未来几年,乙醇产能将进一步提高,市场竞争将更加激烈。
2.市场供需失衡的恢复近年来,乙醇市场需求持续增长,但传统需求行业逐渐饱和,导致市场供需失衡。
随着乙醇在新领域的应用不断拓展,市场供需失衡状况将逐渐恢复。
3.乙醇产业政策影响乙醇产业政策是影响乙醇行业发展的关键因素。
目前,我国政府对乙醇产业的支持力度不断加大,政策扶持将有助于乙醇行业的发展。
4.乙醇行业前景展望综合考虑乙醇行业现状及发展趋势,预计未来乙醇行业将保持较快的发展速度。
生物质乙醇一生物质能源的发展前景随着中国经济的高速增长,以石化能源为主的能源消费量剧增,在过去的20多年里,中国能源消费总量增长了2.6倍,对环境的压力越来越大。
2003年,中国二氧化碳排放量达到8.23亿吨,居世界第二位。
2025年前后,中国二氧化碳排放量可能超过美国而居首位。
2003年,中国二氧化硫的排放量也超过了2000万吨,居世界第一位,酸雨区已经占到国土面积的30%以上。
中国二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的2/3均来自燃煤。
预计到2020年,氧化硫和氮氧化物的排放量将分别超过中国环境容量30%和46%。
根据我国的可持续发展战略,生物质能源的发展具有良好的发展前景。
二生物质能源的介绍2.1生物质生物质( biomass,生态学中常译为生物量)是在讨论生物能源( bioenergy)时常用的一个术语,指地球上所有活的和死的生物物质以及新陈代谢产物的总称。
具体来说,生物质资源( biomass resources)包括:所有动物和植物及其排泄物、农业和林业的废弃物、食品加工和林产品加工的下脚料、餐饮业的残羹、城市固体废弃物(municipal solid waste,MSW) 、生活污水( sewage) 、工业废水( black liquor)等。
据估算,地球上每年生产的生物质总量约1400~1800亿t (干物质)。
生物质是储存太阳能的独特单元,其内部蕴含着巨大的生物质能( biomass power) ,而这些能量最初来源于自养生物的光和作用。
生物质作为唯一可再生碳源,兼具无净碳排放、硫含量低和可生物降解等环境友好以及廉价的特点,这使得生物质能源成为世界各国竞相发展的可再生能源之一。
2.2生物质燃料生物质能源是指能够提供可更新能源供应品——生物燃料的主要构成部分,用以生产热能、动能和电能的那部分生物质资源。
该定义涵盖了两个要点:第一,生物质资源都是潜在的生物质能源,但二者并不等同,只有当生物质资源是用来生产人类所需的热能、动能和电能时才能被称为是生物质能源;第二,生物燃料是人类所要利用的那部分生物质能的载体。
生物乙醇(Bioethanol)摘要:生物乙醇是指通过微生物的发酵将各种生物质转化为燃料酒精。
在能源安全问题日益突出、传统化石能源的消耗造成严重环境危害的形势下,生物燃料乙醇已经成为世界各国重点研究和推广的能源课题之一,在我国以乙醇代替汽油或部分代替汽油驱动机动车辆,农用机械也势在必行。
国内外对生物质燃料乙醇进行了100多年的生产、应用和推广工作,但至今依然存在着许多关键的制约因素。
研究表明,严重制约着生物质燃料乙醇规模化生产的关键瓶颈问题有两个:一是原料的预处理造成严重的环境污染或处理成本偏高;二是发酵阶段中糖的利用率低造成燃料乙醇产率偏低。
本篇文章主要是对国内外各类燃料乙醇加工制取工艺进行大致介绍,并分析当今世界生物燃料乙醇生产的发展趋势。
关键词:生物质,燃料乙醇,发酵,工艺,能源。
ABSTRACT:Ethanol is through the microbial fermentation will all kinds of biomass into fuel alcohol. Energy Safty Problem is becoming more and more outstanding day after day, all or part the gasoline is replaced by fuel-ethanol will be imperative under the situation for driving motor vehicles and farming machines in China. Production,application and extension along with many others of fuel ethanol have been made over 100 years.However,there are many key obstacle factors especially two sides in it today.One is serious environmental pollution and high cost caused by pretreatment of materials,the other is the lower conversional rate of fuel ethanol during sugar fermentation. This article is mainly to the fuel ethanol processing all kinds of domestic and foreign production technology introduced roughly, and analysis of the current world biofuel ethanol production development trend.Keywords: biomass,fuel ethanol,fermentation,technics,energy.引言:生物乙醇以其可再生,燃烧不增加大气中二氧化碳量的关系,作为燃料的前途被社会所期待。
生物乙醇技术现状与进展
生物乙醇技术是一种利用生物质资源生产乙醇燃料的技术。
目前,生物乙醇技术已经取得了显著的进展,并成为了全球范围内替代石油燃料的重要途径之一。
在技术现状方面,生物乙醇技术主要分为直接发酵法和酶法转化法两种。
直接发酵法是利用微生物将生物质中的糖类物质转化为乙醇,这种方法具有较高的生产效率,但受到原料种类和产率的限制。
酶法转化法是利用酶制剂将生物质中的纤维素转化为葡萄糖,再通过发酵将葡萄糖转化为乙醇,这种方法可以处理多种原料,但生产成本较高。
在进展方面,生物乙醇技术正在不断取得突破。
一方面,随着基因工程和代谢工程等生物技术的不断发展,可以更加精准地控制微生物的代谢过程,提高乙醇的产率。
另一方面,随着酶制剂技术的不断进步,纤维素酶的活性不断提高,可以更加高效地将纤维素转化为葡萄糖,进而转化为乙醇。
此外,生物乙醇技术还面临着一些挑战。
例如,生物质资源的收集和运输成本较高,发酵过程中产生的副产物也会影响乙醇的纯度和产量。
因此,需要进一步研究和改进生物乙醇技术,以降低生产成本和提高产品质量。
总之,生物乙醇技术是一种具有重要应用前景的生物技术,随着技术的不断进步和政策的支持,未来有望成为替代石油燃料的重要途径之一。
大肠杆菌中乙醇生物合成途径的构建乙醇是一种重要的化学物质,它通常用于制造汽油和柴油等汽车燃料,也用于制造工业级的化学产品,如溶剂、医药、涂料和清洁剂。
然而,由于传统的化学方法产生的乙醇对环境造成破坏,研究人员正在寻求更加安全、可持续的乙醇合成方法。
直到近年来,生物乙醇产生的技术才逐渐实现。
近年来,生物乙醇的研究层出不穷,其中一个重要的技术是通过大肠杆菌的乙醇生物合成途径实现生物乙醇的合成。
在大肠杆菌中,有一种酶叫做乙醇脱氢酶(ADH),它可以将乙醇和氢气转化为乙醛和水。
使用这种酶,可以从碳源(如淀粉和糖)中制造乙醇。
国内外许多科学家们正在努力研究如何构建这种乙醇生物合成途径,以及如何提高乙醇合成效率。
首先,研究人员试图对现有的乙醇脱氢酶进行优化和改造,以提高其乙醇合成效率。
其中一种方法是改变乙醇脱氢酶的活性环境,比如改变水的pH值、添加化学促进剂、添加抑制剂等。
研究发现,这些环境改变可以显著地影响乙醇脱氢酶的活性,从而提高乙醇生物合成途径的效率。
另外,研究人员还利用基因工程技术对乙醇脱氢酶进行改造,以建立更加高效的乙醇生物合成途径。
通过此方法,研究人员可以根据自己的要求调节乙醇脱氢酶的表达,从而提高其合成效率。
例如,一些科学家已经通过编码小分子抑制剂来调节乙醇脱氢酶的表达,从而提高乙醇合成的效率。
另一方面,乙醇生物合成途径也可以通过基因变异和突变来实现。
这方法利用了一种叫做质粒改造(plasmid engineering)的技术,可以通过调节基因表达来改变乙醇脱氢酶的活性。
通过这一方法,研究人员可以改变乙醇生物合成的水平,从而提高乙醇合成的效率。
此外,科学家们还可以利用全基因组技术来构建乙醇生物合成途径,也就是将多个基因组织到一起,以构建一个完整的乙醇生物合成系统。
这种技术为乙醇生物合成提供了新的可能性,可以大大提高乙醇合成的效率。
综上所述,大肠杆菌中乙醇生物合成途径的构建是一个重要课题。
当前研究人员发现,在乙醇脱氢酶的优化和改造、基因变异和突变、质粒改造和全基因组技术等方面取得了很大进展,从而可以提高乙醇生物合成的效率。
生物乙醇技术现状与进展
生物乙醇是一种以植物或其他生物质材料为原料,通过发酵和蒸
馏等工艺生产的乙醇燃料。
相比石油燃料,生物乙醇具有可再生、低
碳排放、清洁燃烧等优势,因此在可持续能源发展和减排方面有着重
要的地位和巨大潜力。
2020年全球生物乙醇产量约为1050亿升,其中美国、巴西、中国等国家是全球生物乙醇生产的主要国家。
浏览生物乙醇技术的现状与
进展,以下几个方面是值得关注的:
1.原料选择与开发:生物乙醇的原料主要包括玉米、甘蔗、小麦、木材等。
目前,以玉米和甘蔗为主要原料的生物乙醇工业化生产在全
球范围内得到广泛应用,但存在着对粮食资源的竞争以及对土壤和环
境的影响。
因此,开发新的生物质资源成为迫切需要解决的问题,例
如废弃物、农林剩余物、微藻等都有潜力成为生物乙醇原料。
2.发酵技术改进:发酵是生物乙醇生产的核心步骤,对于提高产
量和降低成本具有重要意义。
目前,常见的生物乙醇发酵菌主要包括
酿酒酵母,但其对废弃物和木质纤维素等复杂底物的利用能力有限。
因此,研究人员通过基因工程、杂交育种等手段,改进发酵菌的抗性
能力和底物适应性,提高发酵效率。
3.技术集成与共生发酵:采用共生发酵技术可以利用底物的多种
组分,生产多种附加产品,提高资源利用效率。
例如,将生物乙醇生
产与生物氢、生物丁醇等其他生物质燃料生产相结合,能够提高资源
的综合利用效率,促进循环经济发展。
4.生物乙醇纯化技术改进:生物乙醇的纯化是保证其质量和燃烧
效率的重要环节。
传统的蒸馏和萃取等方法需要大量的能量和化学试剂,对环境造成一定的压力。
因此,研究人员致力于开发低能耗、低
成本的纯化技术,例如膜分离、离子液体等新技术,以实现生物乙醇
快速高效纯化。
5.生物乙醇与燃料电池的结合:生物乙醇是一种燃料电池的理想
燃料,可以通过与燃料电池技术的结合,实现乙醇的直接转换为电能,从而提高能源利用效率和减少碳排放。
近年来,研究人员不断改进生
物乙醇燃料电池的催化剂和电极材料,提高其效率和稳定性。
总的来说,生物乙醇技术在原料开发、发酵技术、纯化技术、能
源综合利用等方面都取得了一定的进展。
然而,仍然存在技术降本增
效、原料选择、废弃物综合利用等问题亟待解决。
随着科技的发展和创新的推动,相信生物乙醇技术将迎来更多的突破和进展,为可持续能源发展和碳减排作出更大贡献。