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第一章绪论/1
第一节生物能源相关概念1
第二节能源草概念及基本特征1
一、生物质资源和能源植物分类1
二、能源草基本概念2
三、能源草基本特征2
第三节发展生物能源的意义2
一、缓解能源危机2
二、促进能源结构优化3
三、保护生态环境3
四、推进社会主义新农村建设3
五、提高土地利用率4
第四节国内外生物能源的发展及现状4
一、国内外沼气产业发展及现状4
二、国内外燃料乙醇产业发展及现状12
三、生物质成型燃料技术产业发展现状16
第五节能源草的发展现状及发展前景18
一、国际上能源草发展现状18
二、中国能源草发展现状19
三、能源草产业发展存在的问题20
四、未来能源草发展重点与发展前景21
五、加快我国能源草科学研究和产业、发展的建议22
参考文献22
第二章主要能源草/24
第一节柳枝稷24
一、形态学和生物学特性24
二、遗传育种研究30
三、生理生化特征37
四、栽培及管理技术43
五、开发利用现状与前景47
第二节狼尾草属能源草57
一、杂交狼尾草57
二、象草62
三、生理生化特征66
四、遗传育种研究67
五、开发利用现状与前景67
第三节芒属能源草70
一、种类及生态分布71
二、形态学和生物学特征72
三、生理生化特征84
四、栽培及管理技术86
五、开发利用现状与前景89
第四节荻属能源草96
一、种类及生态分布97
二、形态学及生物学特征98
三、生理生化特征102
四、栽培及管理技术104
五、开发利用现状与前景107
第五节草属能源草109
一、种类及生态分布109
二、形态学和生物学特征109
三、生理生化特征111
四、遗传育种研究113
五、栽培及管理技术114
六、开发利用现状与前景115
第六节甘蔗属能源草117
一、割手密117
二、斑茅120
三、种质资源收集和新品种培育122
四、栽培与管理技术126
五、开发利用现状与前景126
第七节芦竹属能源草128
一、形态学和生物学特征128
二、生理生化特征131
三、栽培及管理技术133
四、开发利用现状与前景136
第八节芨芨草属能源草139
一、种类及生态分布139
二、形态学和生物学特征139
三、遗传多样性研究140
四、栽培及管理技术140
五、开发利用现状与前景141
参考文献142
第三章其他主要非粮能源植物/179
第一节富糖能源植物179
一、甜高粱179
二、甘蔗197
三、甜菜201
第二节富淀粉能源植物204
一、葛根204
二、木薯211
三、甘薯214
四、菊芋218
第三节富烃能源植物221
一、文冠果221
二、光皮树225
三、黄连木228
四、山苍子231
五、山桐子233
六、无患子236
七、小桐子239
八、盐肤木242
九、油棕243
第四节富木质纤维能源植物246
一、杨树246
二、速生柳248
三、桉树251
四、栎树254
五、柽柳257
六、锦鸡儿260
七、沙柳263
八、羊柴264
九、胡枝子266
十、梭梭268
参考文献271
第四章能源草开发利用技术/284
第一节生物燃气制备284
一、发酵产沼气的基本原理284
二、木质纤维素类原料发酵产沼气的工艺流程285
三、制备生物燃气的影响因素289
第二节液体燃料制备293
一、发酵乙醇转化过程的基本原理293
二、木质纤维素类原料乙醇的工艺流程293
三、能源草制备燃料乙醇的影响因素297
第三节成型燃料制备302
一、木质纤维素原料制备成型燃料的基本原理302
二、木质纤维素类原料制备成型燃料的工艺流程303
三、能源草制备成型燃料的影响因素305
第四节能源草本植物在能源领域的前沿技术306
一、燃烧技术306
二、热裂解制生物油技术307
三、生产生物航空燃料308
参考文献308
第五章生物能源政策法规及规划/311
第一节生物能源法律法规311
一、可再生能源法311
二、节约能源法312
三、循环经济促进法312
四、其他相关法律312
第二节生物能源战略规划312
一、国民经济与社会发展规划312
二、可再生能源产业发展规划313
三、生物质能产业发展规划315
四、专项与地方规划315
第三节生物能源行政监管316
一、燃料乙醇316
二、生物柴油317
三、生物质发电317
四、沼气318
五、固体成型燃料318
第四节生物能源财税扶持318
一、综合政策318
二、生物液体燃料320
三、生物质发电321
四、沼气322
五、固体燃料322
第五节国际生物液体燃料政策323
一、美国323
二、欧盟325
三、巴西326
四、加拿大327
五、日本327
参考文献330
能源问题已成为当今世界面临的主要问题之一。随着现代社会对于化石能源高度依赖和大量消耗,能源短缺成为经济发展的重大潜在风险,也使人类社会面临战争和饥荒等重大威胁。生物质能源与核能、风能、太阳能共同构成新能源的初步格局,其总量已成为世界第四大能源,排位仅次于煤炭、石油和天然气,在整个能源系统中占有重要地位,是替代化石能源的主力军之一。
在众多的生物质原料中,草本能源作物以其独特优势占据重要地位。能源草不仅具有高光效、高生物产量,相对于其他生物质原料,能源草更易于在种植、收获、运输、储藏等生产过程中实现全程机械化操作,达到常年连续生产。此外,能源草品种多具有较强的抗逆性,可在边际和荒弃土地种植,在土地利用上同样拥有较大优势。现阶段,我国仍属于发展中国家,能源发展需完全建立在粮食安全的基础上,能源草作为非粮能源作物保证了“不与人争粮、不与粮争地”的发展前提。种植能源草还可减少土壤侵蚀,增加贫瘠土壤有机成分,提高天然有机碳储量,吸收空气中的CO2,直接影响气候变化。
能源草作为第二代新型能源作物,已在世界各国能源发展计划中占据重要部分。目前,能源草的利用形式主要包括生物液体燃料、生物燃气、成型燃料以及直接燃烧利用。现阶段,我国对能源草的研究开发利用,包括品种选育、边际土地适应性、稳定性、种植示范、田间管理与收集运输、燃料开发示范等方面,仍处于初始或空白阶段,企业及社会对能源草的了解也非常有限。
本书编写是在“十二五”国家863计划课题“边际土地能源草分子育种与新种质创制(2012AA101801)”及“能源草高效制备生物天然气关键技术研究(2012AA101802)”,“十二五”国家973计划项目“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(2012CB215300)”,国家自然科学基金“割手蜜蔗糖磷酸合成酶基因(SPS)的克隆与表达调控研究(31272493)”、“斑茅关键木质素合成酶基因克隆、RNA干扰及抗逆性表达研究(31302026)”及“十一五”国家科技支撑计划课题“耐盐碱能源草筛选与新品种培育(2009BADA7B04)”等项目课题的研究基础上,不断吸收国内外先进技术和最新的科研成果,从基本概念、主要草种、利用技术、政策法规等方面对能源草及主要能源植物进行较为详尽的介绍,确保全书各章节的相关性,知识点清晰,重点内容论述全面。
本书共分五章,即绪论、主要能源草、其他主要非粮能源植物、能源草开发利用技术、生物能源政策法规及规划。本书由中国农业大学、中国科学院广州能源研究所、四川省草原科学研究院等单位的专家学者共同完成。第一章由马隆龙、杨富裕、孙永明、王亚梅和田雪编写,第二章由张蕴薇、白史且、鄢家俊、杨富裕、刘斯佳、李洪超、徐然、庞帝琼、吴春会、黄艳华、汪辉、张妍娜、高凤芹编写,第三章由高凤芹、张妍娜、杜娟、林炎丽编写,第四章由袁振宏、孙永明、李连华、孔晓英、施晨璐编写,第五章由康利平编写。本书可作为大专院校选修课参考教材,也可供草业、生物质能等相关专业学者阅读参考,同时可作为相关企业进行培训的指导用书。
本书力求立论准确,语言流畅,但编者水平有限,书中难免有疏漏之处,恳请读者见谅并不吝赐教,使得本书日臻完善,造福行业。
编著者
2014年2月
本书是一部关于能源草研究的专著。本书在全面综合整理国内外相关领域研究进展和成果基础上,吸收国内外先进技术和最新的科研成果,从基本概念、主要能源草、利用技术、政策法规等方面对能源草及主要能源植物进行较为详尽的介绍。本书具有科学性、准确性、指导性和普及性,力求将能源草最新研究进展及前沿动态呈现给读者。本书可作为大专院校选修课参考教材,也可供草业、生物质能等相关专业学者阅读参考,同时可作为相关企业进行培训的指导用书。
生物质能是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能,最有可能成为21世纪主要的新能源之一。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;而作为能源的利用量还不到其总量的l%。这些未加以利用的...
主要取决于原材料,加工工艺,运输费用等贵了。生物质燃料原材料木屑类的某地区的颗粒普遍在700-860元/吨,杨木颗粒燃料在700左右,其热值在3900-4100左右,松木颗粒燃料在830-860元/左...
1 引言生物质发电以秸秆(包括棉花、小麦、玉米等秸秆)以及农林废弃物(如树皮)为原料,通过直燃发电的技术产生绿色电力,除了可以增加清洁能源比重、改善环境,还可以增加农民收入、缩小城乡差距,意义重大。我...
某(生物质能源)中试基地工程施工合同
某(生物质能源)中试基地工程施工合同—— 双方有关工程的洽商、变更等书面协议或文件视为本合同的组成部分。 七、本议书中有关词语含义与本合同第二部分《通用条款》中分别赋予它们的定义相同。 八、承包人向发包人承诺按照合同约...
第一届木质生物质能源转化及其高效利用国际会议在京召开
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芦竹从匈牙利小平原盐碱土壤地区及中亚干旱地区采集多种植物材料,通过杂交方法培育出大变异特性的育种材料。
这种具有典型特征的品种是经过10年培育的结果。
能源草 - 育种人Dr.亚诺夫斯基.业诺什(60%)
亚诺夫斯基.柔尔特(40%)
多年生竞争力,种子借助风力、动物传播,列入入侵生物目录,有造成生态灾难的巨大风险。多用于城市局部封闭式使用。
产量太低没有能源价值,北方用来做牧草。2100433B
做固体燃料
在欧洲和世界各地用木质纤维燃烧供热和发电越来越具有现实意义不具有经济意义。能源草在开花期
干草产量为15.82吨/公顷,而在同样雨量条件下树木的年产量为12吨/公顷。测试表明,能源草的燃烧值为14.968~15.981兆焦尔/公斤干草,褐煤为14.9~20兆焦尔/公斤,槐树为16.8兆焦尔/公斤,杨树为15.9兆焦尔/公斤,柴油为41.6兆焦尔/公斤。匈牙利芦竹亩生产成本:农田租金每亩500元,有机肥3吨1000元,化肥200公斤900元,机械费600元,人工800元,种植成本可以买10吨煤,显然没有经济效益。能源草用于燃烧时需经过挤压、分段等处理,做成草饼、草柱还需花钱。每公斤干草高温分解过程中可产生197.5牛顿升草瓦斯。用能源草生产沼气时发酵时间为15~20天,所产的瓦斯超过0.5立方米/公斤这更需花钱。
做造纸和工业纤维原料
能源草制作各向同性平面的平面成型特性非常好,拉伸、断裂和波纹形成可行性指标也优于传统造纸工业的各种纤维,在硬壁包装材料生产中很有优势。对与100%的草纤维板,以及草、木纤维按不同比例制成的纤维板(320公斤/立方米)。混合比例的纤维板在建筑业、家具业、装修业和车辆制造业中是不可缺少的基本材料。如果造纸厂、纤维板厂建在能源草基地,除了原料供应以外,还可以提供工厂所需的能源,减少运输距离,增强产品的竞争能力。
做饲料
芦竹饲用品种15米高以内收割的做饲料用,营养价值较高。
用于土壤保护和改良
能源草收割带走大量的肥料,使土壤越来越贫瘠,种过能源草的土地如不使用大量有机肥很快变成荒地。
用于纺织工业
能源草纤维素含量高、质量好,把它与工业用的纤维合理搭配,将有可能用于纺织工业,这方面的工作正在实验中。
种植能源草要消耗的能源主要是机械耕作运输装卸用油,而要使用大量化肥及有机肥才能高产,能源转化能量的损失,总的来说,转化的能量略大于消耗的能量,在油价达到150元/桶有生产价值。