導(dǎo)語：如何才能寫好一篇生物燃料應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】微生物燃料電池，研究，應(yīng)用

微生物燃料電池（Microbial Fuel Cell，MFC）是一種利用微生物將有機物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。其基本工作原理是：在陽極室厭氧環(huán)境下，有機物在微生物作用下分解并釋放出電子和質(zhì)子，電子依靠合適的電子傳遞介體在生物組分和陽極之間進行有效傳遞，并通過外電路傳遞到陰極形成電流，而質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜傳遞到陰極，氧化劑（一般為氧氣）在陰極得到電子被還原與質(zhì)子結(jié)合成水。

一、作用原理

參與傳遞電子的介體與微生物和陽極之間的作用形式有三種：（1） 微生物將氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的電子直接傳遞給溶解在溶液中的介體，介體再將電子傳遞給電極；（2）介體能進入到微生物體內(nèi)，參加反應(yīng)被還原，從微生物體內(nèi)出來后再將電子傳遞給電極；（3） 微生物吸附在電極表面，它將反應(yīng)產(chǎn)生的電子傳遞給在細胞表面的介體，再通過介體傳遞給電極。

二、研究目的和意義

目前，我國工業(yè)化進程發(fā)展迅速。在工業(yè)化快速推進過程中，對能源的需求和依賴日益增長。然而，目前支撐著工業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的化石燃料已經(jīng)難以為繼。因此，發(fā)展新能源和可再生能源，減少對國際石油市場的依賴，已經(jīng)成為我國重要的戰(zhàn)略性布局。微生物電池不僅用于產(chǎn)生清潔能源，還能凈化污水。污水處理費時費錢還消耗大量能量，基本是個只投入不產(chǎn)出的行業(yè)，也是讓各國政府頭疼的一大難題。因此，又能凈化水質(zhì)，又能發(fā)電的微生物燃料電池一旦出現(xiàn)，將有望把污水處理變成一個有利可圖的產(chǎn)業(yè)。微生物燃料電池（Microbial fuel cell， MFC）是一種以產(chǎn)電微生物為陽極催化劑將有機物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，在廢水處理和新能源開發(fā)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。雖然目前已發(fā)現(xiàn)很多產(chǎn)電微生物，如希瓦氏菌、地桿菌、克雷伯氏桿菌等，但這些菌種均只能在中性條件下產(chǎn)電。理論上，堿性條件可以抑制甲烷的產(chǎn)生從而有利于電能輸出，而且堿性廢水是工業(yè)廢水的重要組成部分。產(chǎn)電微生物如何將有機物代謝產(chǎn)生的電子傳遞到電極上一直以來是MFC研究的一個重要方向，因此，研究堿性條件下的微生物產(chǎn)電機制對MFC的電能輸出與堿性廢水的生物處理均有重要意義。中國科學(xué)院成都生物研究所應(yīng)用與環(huán)境微生物中心李大平研究員課題組在微生物燃料電池的產(chǎn)電機制研究方面取得突破性進展。他們從污染環(huán)境中分離出一株嗜堿性假單胞菌（Pseudomonas alcaliphila），該菌株在堿性條件下能夠分解有機物的同時產(chǎn)生電能，最佳pH為9.5。通過研究發(fā)現(xiàn)，該菌株在MFC體系中代謝有機物的同時產(chǎn)生吩嗪-1-羧酸介體（phenazine-1-carboxylic acid，PCA），該介體起電子穿梭的作用從而實現(xiàn)電子從有機物到電極的傳遞過程。

三、研究內(nèi)容與方法：

1、微生物燃料電池的菌種群落的培養(yǎng)

產(chǎn)電細菌是微生物燃料電池的核心構(gòu)件。產(chǎn)電細菌的電化學(xué)活性直接決定了微生物燃料電池的能量密度。而對于微生物燃料電池中的微生物， 不論是自身具有電化學(xué)活性，還是進行種間電子傳遞，對于它們構(gòu)成的生物群落的研究剛剛開始。本項目將依托舟山地區(qū)得天獨厚的自然地理環(huán)境和豐富的微生物群落，通過對海底沉積物的選取和以及細菌培養(yǎng)，以期能夠發(fā)現(xiàn)新型產(chǎn)電細菌，提高海底微生物燃料電池的功率密度， 并研究其產(chǎn)電機理。

2、海洋沉積物微生物燃料電池系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化

微生物燃料電池系統(tǒng)主要包括三個要素：陽極，陰極和膜。 由于海洋沉積物燃料電池工作于海水環(huán)境中，海水中含有高濃度的鹽分，工作環(huán)境惡劣，這將對海洋沉積物燃料電池的構(gòu)件提出了更高的要求。另外，微生物燃料電池的造價也會直接影響微生物燃料電池的實用化進程。在微生物燃料電池的使用中，一般使用氧氣做電子受體，碳擔(dān)載的貴金屬納米粒子（Pt）作為氧還原催化劑并用交換膜將微生物燃料電池的陽極和陰極隔開。貴金屬催化劑的使用，提高了微生物燃料電池的成本，并且，海水中的氯離子會對Pt催化劑產(chǎn)生毒化作用，這將會造成微生物燃料電池的效率損失。因此，本項目將設(shè)計一種新型的微生物燃料電池系統(tǒng)，采用雙極膜作為微生物燃料電池陰極與海水的分隔物，利用水離解產(chǎn)生的氫氧根和氫離子作為傳輸介質(zhì)，隔絕海水中氯離子對陰極催化劑的毒化作用這是本項目的技術(shù)關(guān)鍵。

四、研究目標(biāo)與結(jié)果

第一部分為對原有燃料電池的改造：本實驗室原有燃料電池反應(yīng)器多個，但是由于微生物燃料電池中微生物為厭氧性細菌，需要將燃料電池原有氣室改造為適合微生物生長的密閉培養(yǎng)室。

第二部分為培育和優(yōu)化產(chǎn)電菌種群落：本項目將分別從小黃蟒島等具有代表性的島嶼處選出海底沉積物，在燃料電池細菌培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)，啟動并測試微生物燃料電池的功率密度，以期能夠得到高功率，非硫還原的產(chǎn)電菌種。

篇2

【關(guān)鍵詞】生物降解；天然；高分子；藥物緩釋

近年來，高分子材料被越來越多地應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，其中尤以可生物降解高分子材料最為引人關(guān)注。這類材料不僅具備可生物降解性和生物相容性，還能在體內(nèi)降解成小分子化合物，從而被基體代謝、吸收或排泄，對人體無毒副作用[1]。生物降解高分子材料被廣泛用于藥物緩釋載體、醫(yī)用手術(shù)縫合線、骨內(nèi)固定材料、組織工程材料等，其中尤以用作藥物緩釋載體的研究最為廣泛而深入。

藥物緩釋就是將小分子藥物與高分子載體以物理或化學(xué)方法結(jié)合，在體內(nèi)通過擴散、滲透等方式，將小分子藥物以適當(dāng)?shù)臐舛瘸掷m(xù)的釋放出來。藥物緩釋體系有利于提高藥物療效、降低毒副作用，使藥物能在指定時間內(nèi)按預(yù)定的速度釋放到指定的部位，使藥物在體內(nèi)能夠保持有效濃度，減小或消除副作用[2]。目前，用于充當(dāng)藥物緩釋載體的生物降解高分子材料主要包括天然高分子與合成高分子兩大類。本文主要綜述了天然生物降解高分子材料在藥物緩釋領(lǐng)域的應(yīng)用，并將其分為以下幾類：

1、蛋白質(zhì)類

（1）絲素蛋白

絲素蛋白是一種源于蠶絲的天然高分子材料，其性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、廉價易得，具有良好的生物降解性和生物相容性。目前，絲素蛋白作為藥物緩釋載體的研究主要集中于絲素微球、絲素凝膠以及絲素膜三類。

絲素蛋白與其他天然高分子材料可以復(fù)合制得緩釋微球/微囊。韓龍龍等[3]研究了絲素蛋白-海藻酸鹽緩釋微膠囊的結(jié)構(gòu)和釋藥性能。研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合微囊中的絲素蛋白與海藻酸鹽分子間有靜電和氫鍵作用，交聯(lián)劑戊二醛對微囊外層的絲素蛋白也有交聯(lián)固化作用，使得絲素蛋白與藥物間的物理交聯(lián)作用加強，藥物包封率提高。

水凝膠藥物釋放系統(tǒng)中，藥物通常以包埋或吸附的方式固定在凝膠中。當(dāng)環(huán)境（如溫度、pH值或離子強度等）改變時，凝膠表面的孔洞變大，藥物便能從孔洞中釋放出來[4]。盧敏等[5]制備出具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的絲素蛋白/聚氨酯（SF/PU）水凝膠。通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察到SF/PU水凝膠具有多孔結(jié)構(gòu)，藥物釋放時間達到10h以上。馬曉曄等[6]通過自由基聚合的方法合成制備了自膨脹PAAS-SF semi-IPN水凝膠（聚丙烯酸鈉-絲素半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠），發(fā)現(xiàn)隨著水凝膠中絲素蛋白含量的增加，凝膠的膨脹率增大，壓縮強度減小，藥物釋放速率加快。

絲素蛋白膜是一種多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的天然聚氨基酸膜。吳莉[7]以鹽酸利多卡因為模型藥物，絲素蛋白為膜材，制備了鹽酸利多卡因絲素蛋白雙層膜。實驗證明，雙層絲素膜比單層膜有更明顯的緩釋作用。陳建勇等[8]研究認為離子化藥物在絲素膜上的滲透性對外部溶液的pH值有良好的響應(yīng)性能。當(dāng)絲素膜荷電與藥物離子荷電不同時，藥物的滲透速度變慢；當(dāng)絲素膜的荷電與藥物荷電相同時，藥物的透過速度加快。因此，可將絲素膜制成藥物滲透速度調(diào)控膜。

（2）膠原

膠原是人體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)，膠原具有生物相容性和弱的免疫原性，并且具有高度親水性、透氧性等優(yōu)點，因此是優(yōu)良的藥物載體。膠原膜可解決非水溶性藥物的局部給藥問題，可將非水溶性藥物顆粒均勻分散在膠原基質(zhì)中，制成混合藥膜。

廖紅勝等[9]制備了納米羥基磷灰石/膠原材料復(fù)合硫酸慶大霉素緩釋系統(tǒng)（nano-HA/C-GM-DDS），并觀察其體內(nèi)釋藥效力。研究證實，nano-HA/C-GM-DDS在體內(nèi)有較好的緩慢釋放效應(yīng)，是一種較好的治療骨組織感染的生物材料。梁興宇等[10]采用煅燒掛漿法制備了膠原緩釋微球復(fù)合硫酸鈣/凍干骨支架，并且研究該種植體的細胞相容性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，制得的支架能促進成骨細胞的生長，并且發(fā)現(xiàn)細胞有向空隙內(nèi)部長入的趨勢，經(jīng)過表面修飾后的支架較原來的細胞相容性有了明顯提高。

（3）纖維蛋白

纖維蛋白粘合劑是由多種血漿蛋白成分組成的一種復(fù)合制劑，其主要成分為纖維蛋白原/ 凝血Ⅷ因子（主體膠）和凝血酶（催化劑），經(jīng)過簡單處理后便可形成纖維蛋白凝膠。該凝膠為三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)眼可以形成儲藥庫，將治療用的藥物包合在凝膠內(nèi)[11]。隨著凝膠被逐漸吸收和降解，藥物便可緩慢釋放，從而產(chǎn)生理想的藥物定向緩釋作用。

張宏偉等[12]探討了在大鼠坐骨神經(jīng)損傷后，局部應(yīng)用纖維蛋白凝膠（FG）-他克莫司（FK506）藥物緩釋系統(tǒng)對神經(jīng)再生的影響。研究證明，F(xiàn)G-FK506藥物緩釋系統(tǒng)在大鼠坐骨神經(jīng)再生中起到明顯促進作用。Kawasaki等[13]在生物膠緩釋作用的體外實驗中發(fā)現(xiàn)，膠內(nèi)所含抗腫瘤藥物的釋放與膠內(nèi)外藥物的濃度差密切相關(guān)。白波等[14]認為纖維蛋白凝膠的濃度及含水量對藥物的釋放有影響，凝膠濃度過高，則網(wǎng)孔越致密，藥物貯存效果降低，影響藥物的釋放速度和時間。

2、殼聚糖類

殼聚糖是一種天然的生物高分子線形多糖，其廣泛存在于低等植物菌類、藻類的細胞，節(jié)肢動物蝦、蟹、昆蟲的外殼，貝類、軟體動物的外殼中，是地球上僅次于植物纖維的第二大生物資源。殼聚糖具有良好的生物相容性、降解性、低毒性，在藥物載體方面得到大量的應(yīng)用與研究。目前，殼聚糖緩釋體系主要分為：殼聚糖微球、殼聚糖納米粒子、殼聚糖緩釋膜、殼聚糖緩釋凝膠四種類型。

曲鳳華等[15]采用乳化-化學(xué)交聯(lián)法制備殼聚糖微球及殼聚糖-明膠復(fù)合物微球。在對殼聚糖藥物緩釋的研究基礎(chǔ)上，對殼聚糖復(fù)合明膠后，對藥物緩釋的影響情況進行了研究探索，研制出阿司匹林殼聚糖-明膠微球，為阿司匹林提供了一種理想的緩釋載體。吳永軍[16]用紅色無定形納米硒，輔以殼聚糖、玉米淀粉，合成出了納米硒-殼聚糖復(fù)合顆粒，在模擬消化液中研究了復(fù)合物的硒緩釋行為，考察了模擬消化液酸堿值、緩釋溫度、緩釋時間對硒釋放率的影響，得到了含硒復(fù)合物的最佳緩釋條件。董亮等[17]以殼聚糖和羧甲基殼聚糖混合物作為基質(zhì)，采用溶劑揮發(fā)法制備丹皮酚藥膜，以體外釋放法研究藥膜對丹皮酚的控釋能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)以1∶1的殼聚糖和羧甲基殼聚糖混合為溶質(zhì)（甘油含量為2%）制備的藥膜具有較理想的物理性質(zhì)和藥物緩釋能力。林友文等[18]研究了不同配比、不同pH對殼聚糖/甘油磷酸鈉（CS/GPS）水凝膠的溫敏性及載藥凝膠緩釋性能影響，發(fā)現(xiàn)一定配比CS/GPS體系在37℃具有快速凝膠化特性，證實了溫敏性載藥凝膠對藥物具有緩釋作用。

3、淀粉類

淀粉作為一種可生物降解的高分子材料，來源豐富，價格低廉，具有良好的可降解性和生物相容性，尤其是支鏈淀粉天生具有螺旋狀孔洞結(jié)構(gòu)，可作為藥物載體制成淀粉微球、淀粉膜等形式。

李仲謹?shù)萚19]以可溶性淀粉作為原料，N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，采用包埋法制備了氟苯尼考淀粉微球，采用體外動態(tài)釋藥法評價其釋藥特征。研究發(fā)現(xiàn)，氟苯尼考淀粉微球體外釋藥規(guī)律符合一級釋放方程和Korsmeyer-Peppas模型方程。李增和等[20]將聚乙烯醇（PVA）溶解后與淀粉（St）共混制得聚乙烯醇/淀粉復(fù)合膜，并考察了m（St）∶m（PVA）、反應(yīng)溫度、增塑劑、交聯(lián)劑用量、反應(yīng)時間對薄膜性能的影響，優(yōu)化了實驗條件，最終制得拉伸強度、斷裂伸長率較大，吸水率和透NH4+率均較低，共混體系的相容性好的薄膜。

4、展望

天然高分子材料相比合成高分子材料，具有更好的生物相容性、低毒性、可降解性。未來在天然高分子材料在藥物緩釋方面的研究將側(cè)重于多種材料的復(fù)合改性（包括與無機材料復(fù)合、天然高分子之間復(fù)合、與合成高分子復(fù)合等）、緩釋載體構(gòu)建以及臨床應(yīng)用研究。隨著科技的不斷進步，天然高分子必將在醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)揮更積極的作用。

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關(guān)鍵詞：催化劑；生物燃料電池；能源短缺

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.243

隨著人口的不斷增加，能源短缺的問題也日益暴露，尋找新的綠色能源已經(jīng)迫在眉睫。生物燃料電池則是應(yīng)用微生物或者酶作為催化劑，把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，這種生物燃料電池原料易得，擁有非常高的能量轉(zhuǎn)化率，對環(huán)境產(chǎn)生的危害更小，可以廣泛的應(yīng)用在很多行業(yè)之中。

1 生物燃料電池優(yōu)勢

生物燃料電池和其他電池有著很大的不同，它主要是通過生物原料經(jīng)過催化劑的催化從而生成氫離子，生成的氫離子又與空氣中的氧氣或者其他氧氣中的氧相結(jié)合從而生成電流[1]。以葡萄糖分子為例，完全氧化葡萄糖分子的過程中能夠讓24個電子生成電流，通過光合作用產(chǎn)生的葡萄糖在氧化過程中碳元素不會發(fā)生變化，更有利于對環(huán)境的保護。而且生物燃料電池的原料非常易得，可以是有機物、無機物還可以利用污水。相對于其他類型的電池，生物燃料電池在操作的時候只需要在一般的溫度和壓力的環(huán)境下操作就可以，因為生物電池的催化劑一般采用的是酶或微生物，所以不需要創(chuàng)造額外的環(huán)境和條件。此外，生物燃料電池還能夠通過和人體內(nèi)的葡萄糖、氧氣相結(jié)合，幫助被移植在人體中的人造的器官產(chǎn)生電能。

2 工作原理與分類

2.1 微生物電池

微生物電池是將燃料放置在陽極室內(nèi)，微生物不斷的發(fā)生代謝和氧化反應(yīng)，在外電路的連接下電子達到陰極，而質(zhì)子則是利用交換膜到達陰極，已經(jīng)發(fā)生了氧化的物質(zhì)受到催化劑的影響在陰極室發(fā)生氧化還原反應(yīng)[2]。在最理想的操作狀態(tài)之下，每包含 0. 4 g 濕微生物細胞（相當(dāng)于 0.1g干細胞） 的電池能夠輸出電壓0. 4 V輸出電流0. 6 mA。因為電子轉(zhuǎn)移形式的不同微生物燃料電池又被分為兩種，其中燃料在電極上直接發(fā)生氧化反應(yīng)的是直接微生物電池，燃料在其他地方發(fā)生氧化反應(yīng)并通過一些特定的途徑將電子傳遞在電極上的為間接微生物電池。

2.2 酶生物電池

微生物電池雖然在工作期間比較穩(wěn)定，催化燃料的程度比較徹底，但是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率可能會因為在傳輸過程中受到生物膜的影響而大大降低。但是酶生物電池就能夠克服這一問題。因為酶催化劑擁有非常高的濃度，在電能傳輸?shù)倪^程中能夠不收到生物壁壘的影響，所以能夠輸出更多的電流和電壓。它的工作原理為，葡萄糖被氧化輔酶進行催化從而變化為葡萄糖酸，利用介質(zhì)將產(chǎn)生的電子進行轉(zhuǎn)移，并由氫離子利用隔膜進行擴散。在陰極中獲得電子的過氧化氫經(jīng)過催化劑催化和與氫離子進行反應(yīng)，從而產(chǎn)成水。

3 研究現(xiàn)狀與應(yīng)用

現(xiàn)在對生物燃料電池的研究還處于不斷探索的階段，生物燃料電池還存在著電能轉(zhuǎn)化和輸出效率低，使用的時間較短等問題[3]。有研究表明，科學(xué)家利用從菠菜葉葉綠體中分解出來的多種蛋白質(zhì)放入特殊導(dǎo)電裝置進行電池的制作，但是這樣的電池使用壽命僅有21天，將光能轉(zhuǎn)化成電能的轉(zhuǎn)化率僅僅只有12%，但是電能的轉(zhuǎn)化了率可能會隨著科技的不斷發(fā)展，提高為 20% ，到那時這種生物燃料電池的能量轉(zhuǎn)換率就將超過太陽能硅電池，所以這項研究也吸引了很多的關(guān)注，相關(guān)的研究人員也在一直積極的探索者這種電池對環(huán)境變化的適應(yīng)情況?？梢灶A(yù)見生物燃料電池在很多領(lǐng)域都能得到應(yīng)用。

3.1 交通運輸供能方式更換

現(xiàn)階段的交通運輸采用的能源主要是利用一些化石燃料燃燒所產(chǎn)生的能量，最主要的就是應(yīng)用石油。但是化石燃料的燃燒會對環(huán)境產(chǎn)生極大的危害而且不便于攜帶儲存量較小。但是應(yīng)用生物燃料電池，就能夠應(yīng)用其他材料作為能源，有效的緩解化石燃料燃燒造成的不好影響，減輕相關(guān)的環(huán)境問題研究證實1L 濃縮的碳水化合物溶液可以驅(qū)動一輛車行駛 25～30km。

3.2 可植入的能量來源

生物燃料電池能夠在生物的身體內(nèi)進行工作，而且產(chǎn)生電能所需要的氧和燃料能夠直接從生物體內(nèi)獲得，應(yīng)用在醫(yī)學(xué)中，能夠為移植在人體內(nèi)的醫(yī)學(xué)裝置提供能量。比如說，葡萄糖生物傳感器就可以應(yīng)用生物燃料電池，其中葡萄糖氧化酶為陽極，一個細胞色素 C 的最為陰極，為裝置提供電能。

3.3 污水處理

廢水也可以作為生物燃料電池原料的來源，產(chǎn)生電能。這樣一來不僅能夠獲得能源，同時也能將廢水中的有機化合物提出出去，對污水起到凈化的作用。有研究表明150000 人口的城鎮(zhèn)的廢水如果效率為100%的話甚至能夠產(chǎn)生2.3Mwof 的能量。

4 前景展望

生物燃料電池原料來源廣泛，操作方便的同時對環(huán)境的危害也很小，是一N新型的優(yōu)質(zhì)可再生的綠色能源。雖然現(xiàn)階段生物燃料電池還存在著不夠穩(wěn)定，電能轉(zhuǎn)化率低等問題，但是隨著科技的不斷進步，生物燃料電池將被不斷的發(fā)展和完善，在今后的智能電網(wǎng)發(fā)電體系中發(fā)揮出重要的作用。同時還需要加強對材料穩(wěn)定性、增加生物催化效率以及電子轉(zhuǎn)移等相關(guān)知識的研究，配合生物燃料電池的探究和開發(fā)。

5 結(jié)束語

生物燃料電池是一種新的能源，雖然對生物燃料電池的研究還處于初級階段，但是可以預(yù)見生物燃料電池未來會在污水處理、智能電網(wǎng)建設(shè)、交通、醫(yī)療等方面發(fā)揮出巨大的作用，對我們的生活和環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響。

參考文獻：

[1]葛小萍，劉財鋼，石琰Z.微生物燃料電池在污水處理方面的應(yīng)用研究進展[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2010，10（14）：3419-3424.

篇4

關(guān)鍵詞:環(huán)保;生物燃料電池;污水同步處理發(fā)電

收稿日期:2010-07-28

作者簡介:陳丁丁(1982―),男,江西武寧人,助理工程師,主要從事環(huán)境工程方面研究。

中圖分類號:Tk01

文獻標(biāo)識碼:C

文章編號:1674-9944(2010)08-0207-03

1 引言

環(huán)保生物燃料電池并非剛剛出現(xiàn)的一項技術(shù)。1910年英國植物學(xué)家馬克•比特首次發(fā)現(xiàn)了細菌的培養(yǎng)液能夠產(chǎn)生電流,于是他用鉑作電極放進大腸桿菌和普通酵母菌培養(yǎng)液里,成功制造出了世界第一個微生物燃料電池。1984年美國制造了一種能在外太空使用的微生物燃料電池,使用的燃料為宇航員的尿液和活細菌,不過放電率極低。傳統(tǒng)的燃料電池是利用氫氣發(fā)電,但從來沒有嘗試使用富含有機物的污水來發(fā)電。環(huán)保生物燃料電池是一種特殊的燃料電池,以自然界的微生物或酶為催化劑,直接將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

2 環(huán)保生物燃料電池的工作原理

環(huán)保生物燃料電池(Microbial Fuel Cell MFC)是以微生物作為催化劑將碳水化合物中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,由陽極區(qū)和陰極區(qū)組成,中間用質(zhì)子交換膜(Proton Exchange Membrane,PEM)分開,如圖1所示。環(huán)保生物燃料電池的工作過程分為幾個步驟:在陽極區(qū),微生物利用電極材料作為電子受體將有機底物氧化,這個過程要伴隨電子和質(zhì)子(NADH)的釋放;釋放的電子在微生物作用下通過電子傳遞介質(zhì)轉(zhuǎn)移到電極上;電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到陰極區(qū),同時,由NADH釋放出來的質(zhì)子透過質(zhì)子交換膜也到達陰極區(qū);在陰極區(qū),電子、質(zhì)子和氧氣反應(yīng)生成水,隨著陽極有機物的不斷氧化和陰極反應(yīng)的持續(xù)進行,在外電路獲得持續(xù)的電流[1],其反應(yīng)式如下:

陽極反應(yīng):

C.6H.12O.6 + 6H.2O 6CO.2 + 24H++24e-,

E.0=0.1014V

陰極反應(yīng):

6O.2+24H++24e-12H.2O,

E.0=1.123V

圖1 生物燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖

3 環(huán)保生物燃料電池的利用領(lǐng)域

3.1 廢水同步的處理與發(fā)電

3.1.1 單一槽設(shè)計

電池裝置和氫燃料電池有點相似,是一個圓柱形的樹脂玻璃密閉槽。微生物燃料電池是單一反應(yīng)槽,里面裝有8條陽極石墨棒,圍繞著一個陰極棒,密閉槽中間以質(zhì)子交換膜間隔。密閉槽外部以銅線組成的閉合電路,用作電子流通的路徑。當(dāng)污水被注入反應(yīng)槽后,細菌酶將污水中的有機物分解,在此過程中釋放出電子和質(zhì)子。其中電子流向陽極,而質(zhì)子則通過槽內(nèi)的質(zhì)子交換膜流向陰極,并在那里與空氣中的氧以及電子結(jié)合生成干凈的水。從而完成對污水的處理。與此同時,反應(yīng)槽內(nèi)正負極之間的電子交換產(chǎn)生了電壓,使該設(shè)備能夠給外部電路供電。單一反應(yīng)槽是微生物燃料電池設(shè)計的創(chuàng)新。大部分燃料電池的設(shè)計以兩反應(yīng)槽為主,分別為陽極槽和陰極槽,在陽極槽中以厭氧方式維持微生物生長;陰極槽中則需維持在有氧環(huán)境下,使電子與氧結(jié)合并且與質(zhì)子形成水分子。而單一反應(yīng)槽以質(zhì)子交換膜連接兩槽,其功能不僅可分開兩槽水溶液,還可以避免氧氣擴散至另一槽內(nèi)。兩槽式的電解槽,需以外力方式提供溶氧至陰極,而單一槽微生物燃料電池可以以連續(xù)注水方式將空氣帶入陰極,從而減少通氧設(shè)備的花費。在發(fā)電量方面,在實驗室里,該設(shè)備能產(chǎn)生72W的電流,可以驅(qū)動一個小風(fēng)扇。雖然目前產(chǎn)生的電流不多,但該設(shè)備改進的空間很大。從提交發(fā)明報告到現(xiàn)在,已經(jīng)把該燃料電池的發(fā)電能力提高到了350W,這一數(shù)值最終能達到500~1000W。技術(shù)成熟后,可以批量生產(chǎn)的微生物燃料電池的發(fā)電能力將獲得很大提高,可以產(chǎn)生500kw的穩(wěn)定電流,大約是300戶家庭的用電量。

3.1.2 不間斷上流微生物燃料電池

華盛頓大學(xué)的研究人員日前稱,他們把利用廢水發(fā)電的微生物燃料電池技術(shù)又向前推進了一步。去年他們已研究出了這一利用廢水發(fā)電的新技術(shù),現(xiàn)在,他們又把新技術(shù)的發(fā)電量比去年提高了10倍。如果利用這一技術(shù)能使發(fā)電量再提高10倍的話,食品和農(nóng)業(yè)加工廠就有望能安裝這種設(shè)備用于發(fā)電,并能為附近居民提供清潔和可再生電能[2]。華盛頓大學(xué)環(huán)境工程學(xué)項目成員、化學(xué)工程助教拉思安晉南特博士在“環(huán)境科學(xué)技術(shù)”網(wǎng)站上介紹了這種不間斷上流微生物燃料電池(UMFC)的設(shè)計以及工作原理。同過去那些讓微生物在含有營養(yǎng)液的封閉系統(tǒng)中工作的實驗不同的是,安晉南特為微生物提供的是源源不斷的廢水。由于食品和農(nóng)業(yè)加工中會不停排放廢水。因此,安晉南特的技術(shù)更容易在這些工廠得到應(yīng)用。利用廢水發(fā)電的微生物燃料電池技術(shù),是在陽極室內(nèi)安裝價格低廉的U型質(zhì)子交換膜,將陽極和陰極分開。廢水中含有的有機物,可為細菌群提供豐富食物,使其得以生存和繁衍。這些細菌在電池陽極電極上形成生物膜,同時在食用廢水中有機物時向陽極釋放電子,電子通過與陽極和陰極相連的銅導(dǎo)線移動到陰極,廢水中的質(zhì)子則穿過質(zhì)子交換膜回到陰極,同電子和氧原子結(jié)合生成水。而電子在導(dǎo)線中的運動過程就形成了人們所需要的電流。繼2005年首次完成了廢水發(fā)電的微生物燃料電池設(shè)計后,安晉南特新推出的U型設(shè)計增加了質(zhì)子交換膜的面積、縮短了兩極距離,因此降低了因阻力引起的能耗,使電池發(fā)電能力提高了10倍,每立方米溶液的發(fā)電量從3W/m3增加到了29W/m3。如果微生物燃料電池系統(tǒng)能夠維持20W/m3的電力輸出,就可以點亮小功率的燈泡。

3.1.3 利用太陽能和光和細菌的環(huán)保生物燃料電池

Noguera與土木與環(huán)境工程教授Marc Anderson、助理教授Trina McMahon,細菌學(xué)教授Timothy Donohue,研究員Isabel Tejedor Anderson,以及研究生Yun Kyung Cho和Rodolfo Perez合作發(fā)展出一種能在污水處理廠應(yīng)用的大規(guī)模微生物燃料電池系統(tǒng)。目前,研究人員們把微生物封裝在密閉的無氧測試管中,測試管的形狀被做成類似電路的回路。當(dāng)處理廢物時,先把有機廢水通入管中,作為副產(chǎn)品電子向陽極移動,然后通過回路流到陰極。另外一種副產(chǎn)品質(zhì)子通過一塊離子交換膜流到陰極。在陰極中,電子和質(zhì)子與氧氣發(fā)生反應(yīng)形成水。一塊微生物燃料電池理論上最大可以產(chǎn)生1.2V電壓。但是可以像電池一樣把足夠多的燃料電池并聯(lián)和串聯(lián)起來產(chǎn)生足夠高的電壓來作為一種有實際應(yīng)用的電源。目前該研究小組正在利用他們在材料科學(xué)、細菌學(xué)和環(huán)境工程方面的優(yōu)勢來最優(yōu)化微生物燃料電池的結(jié)構(gòu)。

3.2 新型的環(huán)保燃料電池

英國牛津大學(xué)科研人員研制出一種新的環(huán)保生物電池,這種環(huán)保生物電池裝有一種生化酶,可以吸收空氣中的氫和氧來發(fā)電。這種生化酶是從一種需要氫氣來維持新陳代謝的細菌中分離出來的。這種酶的獨特之處在于可以與那些如一氧化碳和硫化氫等常規(guī)的電池催化劑并存。這種酶是“生長型”的,因此能夠以價格低廉、可再生等特點取代傳統(tǒng)價格昂貴的鉑基催化劑。這種電池消耗的是大氣中的氧氣和氫氣。所使用的酶是從自然界中利用氫氣進行新陳代謝的細菌中分離出來的。這種酶的特性是具有高選擇性,能夠忍受對傳統(tǒng)的燃料電池催化劑具有毒害作用的氣體,例如一氧化碳和硫化氫。研究人員表示,由于這種酶能夠生長,所以對比于其他的氫燃料電池所使用昂貴的鉑催化劑而言,這是一種廉價的、可更新的環(huán)保燃料電池。

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3.3 生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用

環(huán)保生物燃料電池還可以造出另一種重要產(chǎn)品,根據(jù)電信號立即測出病人血糖水平的儀器。對于向包括起博器和胰島素生成器等在內(nèi)的可植入電控醫(yī)學(xué)設(shè)備供電來說,環(huán)保生物燃料電池非常有用。這些設(shè)備需要無限的電源,這是因為更換這些設(shè)備的電池可能需要外科手術(shù)。BFC從活的生物體內(nèi)提取燃料(例如從血流中提取葡萄糖)來產(chǎn)生電流。只要生物個體是活的,這種燃料電池就可以持續(xù)起作用[5]。

2010年8月 綠 色 科 技

第8期

4 結(jié)語

盡管環(huán)保生物燃料電池經(jīng)數(shù)十年研究仍距實用遙遠,燃料電池研究從20世紀90年代初開始又成為熱門領(lǐng)域,現(xiàn)在仍在升溫階段。幾種燃料電池已經(jīng)處在商業(yè)化的前夜。另外,近20年來生物技術(shù)的巨大發(fā)展,為環(huán)保生物燃料電池研究提供了巨大的物質(zhì)、知識和技術(shù)儲備。所以,環(huán)保生物燃料電池有望在不遠的將來取得重要進展。隨著生物和化學(xué)學(xué)科交叉研究的深入,特別是依托生物傳感器和生物電化學(xué)的研究進展,以及對修飾電極、納米科學(xué)等研究的層層深入,環(huán)保生物燃料電池研究必然會得到更快的發(fā)展。環(huán)保生物燃料電池作為一種綠色環(huán)保的新能源,在生物醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域的應(yīng)用的理想必然會實現(xiàn)。

參考文獻:

[1] 韓保祥,畢可萬.采用葡萄糖氧化酶的生物燃料電池的研究[J].生物工程學(xué)報,1992,8(2):203~206.

[2] 賈鴻飛,謝 陽,王宇新.生物燃料電池[J].電池,2000,30(2):86~89.

[3] 連 靜,祝學(xué)遠.直接微生物燃料電池的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2005(22):162~163.

[4] 尤世界,趙慶良.廢水同步生物處理與生物燃料電池發(fā)電研究[J].環(huán)境科學(xué),2006,9(9):17~18.

[5] 寶 ,吳霞琴.生物燃料電池的研究進展[J].電化學(xué),2004,2(1):1~8.

The Research and Foreground of Biofuel Cell

Chen Dingding

(Wuning Environmental Protection Bareau, Wuning JiangXi 332300,China)

Abstract:Biofuel cell is a device converting chemical energy into electrical energy directly with the biocatalysts, which has the advantages of abundant fuel resource, mild reaction condition and goodbiology consistence. And, Biofuel cell are capable of converting chemical energy presented in organic wastewater into electricity energy with accomplishments of wastewater treatments simultaneously , which possibly captures considerable benefits in terms of environments and economics.

篇5

【關(guān)鍵詞】酶技術(shù)，乙醇產(chǎn)業(yè)化

【中圖分類號】S5

【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】1672-5158（2012）12-0418-01

一、農(nóng)作物秸稈制燃料乙醇的需求分析

能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，隨著世界不可再生能源的枯竭，加快開發(fā)利用以生物燃料為代表的可再生綠色環(huán)保生物質(zhì)能源，已成為人類社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇和發(fā)展方向。

生物質(zhì)能作為第四大能源，在可再生能源中占重要地位。開發(fā)生物質(zhì)能源即可以補充常規(guī)能源的短缺，也具有重大的環(huán)境效益。

燃料乙醇和生物柴油是目前世界上應(yīng)用最為廣泛的兩種生物燃料。繼美國和巴西之后，中國已經(jīng)成為全球第三大燃料乙醇生產(chǎn)國。但是，糧食安全問題限制著我國燃料乙醇產(chǎn)量的增加。

乙醇燃料技術(shù)是利用生物技術(shù)（包括酶技術(shù)）把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙醇液體燃料的過程。目前，乙醇生產(chǎn)過程中主要以淀（主要是玉米）和糖蜜原料為主，但其因為伴隨糧食主要是玉米的價格連年上漲存在生產(chǎn)成本走高，生產(chǎn)企業(yè)面臨持續(xù)虧損的問題?！笆晃濉逼陂g，我國的燃料乙醇生產(chǎn)，利用玉米新糧在生產(chǎn)原料里的比冽已經(jīng)上升到了80-90%左右，若進一步發(fā)展會造成“與人爭糧”、“與糧爭地”的問題。

為了能夠提高我國在新的資源競爭領(lǐng)域內(nèi)的優(yōu)勢，盡快實現(xiàn)非糧燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化已勢在必行。結(jié)合我國資源匱乏的國情，在國內(nèi)發(fā)展非糧燃料乙醇更加具有現(xiàn)實意義。因此，我國政府和企業(yè)迫切需要開發(fā)和建設(shè)玉米秸稈、木薯和甘蔗渣等非糧乙醇燃料產(chǎn)業(yè)?！笆晃濉蹦┢?，乙醇汽油已經(jīng)占我國汽油消費量的70%，形成以“非糧”原料為主、以技術(shù)進步為動力、經(jīng)濟效益為中心、緩解能源供應(yīng)緊張壓力和保護環(huán)境為目的的生物液體燃料產(chǎn)業(yè)鏈是當(dāng)務(wù)之急。

據(jù)國家權(quán)威部門統(tǒng)計預(yù)測，到2020年，我國將生產(chǎn)生物乙醇（含下游產(chǎn)品）2300萬噸、而我國實際晴況定位的重點產(chǎn)品按重要性依次為：燃料乙醇、成型燃料、工業(yè)沼氣、生物塑料和生物柴油。

據(jù)測算國家統(tǒng)計部門測算，“十一五”期間，我國農(nóng)作物播種面積約1億公頃，每年僅農(nóng)作物秸稈有7億噸，其中2億噸被作為農(nóng)村燃料消耗。若將其余5億噸用來生產(chǎn)乙醇，可產(chǎn)7000萬噸乙醇。再加上木材、制糖、造紙工業(yè)下腳料和城市廢纖維垃圾，總計可得乙醇8500萬噸，比全國汽油消耗總量還要多，生物質(zhì)可再生能源開發(fā)利用空間巨大。

以秸稈為原料生產(chǎn)乙醇的成本低于用糧食發(fā)酵，原料來源廣泛.秸稈發(fā)酵生產(chǎn)乙醇可有效解決原有的以糧食為原料的乙醇生產(chǎn)中遇到的價格和資源瓶頸問題。

二、遼寧農(nóng)作物秸稈資源的現(xiàn)狀分析

遼寧是個農(nóng)業(yè)大省，秸稈類農(nóng)作物種植面積廣泛，較多。作為可再生資源用來生產(chǎn)生物質(zhì)燃料乙醇的秸稈量大質(zhì)優(yōu)，非常適宜推廣，燃料乙醇作為汽車燃料生產(chǎn)行業(yè)適用地區(qū)廣泛，產(chǎn)業(yè)鏈長，無任何污染，有利于保護環(huán)境，有益于農(nóng)民增收致富，調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)，增加非化石能源比重。促進可循環(huán)經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。

2011年遼寧省糧食作物播種面積為4754.7萬畝。其中，玉米3163.2萬畝，水稻964.7萬畝，保守估計玉米平均畝產(chǎn)1000斤，水稻平均畝產(chǎn)800斤，全省當(dāng)年所收獲的秸稈產(chǎn)量達3000萬噸以上。

遼寧省作為農(nóng)業(yè)大省之一，長期以來作為主要農(nóng)村生活能源的農(nóng)作物秸稈已成為占用一定的農(nóng)田面積，常年堆積的廢棄物，而被就地焚燒，尤其是在省內(nèi)的主要糧食產(chǎn)區(qū)，焚燒秸稈成為普遍現(xiàn)象。不僅浪費了大量的資源，而且嚴重污染了大氣環(huán)境，制約了農(nóng)村經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。因此在我省發(fā)展農(nóng)作物秸稈原料生產(chǎn)乙醇就顯得尤為重要。

直觀來看，發(fā)展秸稈原料生產(chǎn)乙醇產(chǎn)業(yè)的有著顯著的經(jīng)濟意義和社會意義。首先，秸稈原料資源是一種可再生資源，能夠獲得持續(xù)的供給安全保證。其次，以秸稈生產(chǎn)燃料乙醇可減少食物和飼料生產(chǎn)對土地的需求的長期矛盾，徹底解決“與人爭糧”、“與糧爭地”的問題。再次，以生產(chǎn)秸稈原料乙醇等生物制燃料時所造成的二氧化碳氣體排放較少，對環(huán)境影響更小，是國際發(fā)展的先進趨勢，并逐漸成為全球碳交易的內(nèi)容。同時，秸稈為原料生產(chǎn)乙醇也是當(dāng)前遼寧調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的一個方向；為營造新興經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展地方產(chǎn)業(yè)豐厚度提供的機遇。并且，秸稈類農(nóng)產(chǎn)品的深度加工和應(yīng)用也為省內(nèi)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村人口提供就業(yè)機會。

三、遼寧農(nóng)作物秸稈制燃料乙醇的經(jīng)濟價值分析

目前，我國以糧食為原料生產(chǎn)燃料乙醇的成本約為6000元左右/噸，國內(nèi)試驗性生產(chǎn)的秸稈制燃料乙醇約為7000元以上/噸，相比之下秸稈制燃料乙醇由于工藝、科研攻關(guān)的能力限制，距離產(chǎn)業(yè)化仍有較大差距。

依據(jù)國外公開報道，2007年加拿大Logen公司利用酶加工麥稈，從一頓原料可生產(chǎn)約300升乙醇。該公司的工業(yè)化生物乙醇燃料加工裝置，乙醇生產(chǎn)成本約合430美元/噸。

以此對比分析，若秸稈按每千克0.12元征收，乙醇燃料的秸稈原料價格可按照150-200元/噸估算。如采用加拿大Iogen公司的技術(shù)，每噸秸稈可生產(chǎn)300升乙醇，推算的每噸乙醇產(chǎn)品的原料成本為600-800元。與我國目前的糧食乙醇燃料生產(chǎn)工藝相比，每噸產(chǎn)品的原料成本要低2500元以上。2011年，國內(nèi)90#汽油的平均零售價格為8000元/噸左右，而以Iogen公司在加拿大的每噸燃料乙醇生產(chǎn)成本折合成人民幣為3650元左右；如果在中國生產(chǎn)，各方面的成本將會更低。加上國家對秸稈制燃料乙醇的優(yōu)惠政策，該項目經(jīng)濟效益將十分可觀。

綜上所述，秸稈制燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)在國際上完全成熟，正處于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化階段。隨著關(guān)鍵技術(shù)不斷突破與完善，秸稈制燃料乙醇生產(chǎn)成本有顯著的下降空間為未來的發(fā)展提供了重要的實踐平臺和技術(shù)支撐，并將進一步推動秸稈制燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

目前，我國的“十二五”規(guī)劃把能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和升級列入的重要地位，積極發(fā)展替代可再生能源，將有利于我國實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟可持續(xù)化發(fā)展戰(zhàn)略的目標(biāo)。

篇6

為了應(yīng)對全球能源、氣候危機，幫助汽車擺脫對石油的依賴，通用汽車部署了全球新能源戰(zhàn)略，致力于提高現(xiàn)有能源的燃油經(jīng)濟性以及開發(fā)使用替代能源和新型動力推進系統(tǒng)?？沙掷m(xù)生物燃料，特別是基于非糧食原料的下一代纖維素乙醇燃料的研發(fā)和商業(yè)化，在通用汽車既定并正在實施中的新能源戰(zhàn)略中是一個重要而優(yōu)先的組成部分。

10月20日，通用汽車舉辦了“聚焦中國、分享全球經(jīng)驗”――通用汽車可持續(xù)生物燃料研發(fā)媒體溝通會，旨在與中國分享通用汽車在可持續(xù)生物燃料領(lǐng)域全球領(lǐng)先的技術(shù)和理念，進一步落實基于全球能源安全及能源多樣化的新能源戰(zhàn)略，支持中國可持續(xù)發(fā)展車用能源及交通體系。

通用汽車全球能源系統(tǒng)總監(jiān)Andreas Lippert在分析中國生物燃料行業(yè)現(xiàn)狀時表示：通用汽車認為，在尋求降低對石油依賴的所有替代能源技術(shù)途徑中，可持續(xù)生物燃料是近期最可行的解決方案。

通用汽車在可持續(xù)生物燃料研發(fā)及商業(yè)化領(lǐng)域均居于世界領(lǐng)導(dǎo)地位，已經(jīng)生產(chǎn)超過500萬輛混合使用生物燃料及石油的生物燃料驅(qū)動轎車及卡車。在美國，通用汽車預(yù)計其生物燃料汽車產(chǎn)量將在2012年前占其全球汽車產(chǎn)量的50%。

目前，中國是位于美國和巴西之后的世界第三大乙醇燃料生產(chǎn)國，年產(chǎn)約10億加侖。根據(jù)通用汽車在北京清華大學(xué)成立的中國車用能源研究中心的研究進程，通用汽車已經(jīng)開始成功地評定可持續(xù)生物燃料在中國車用能源領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

通用汽車中國公司副總裁陳實表示，中國可以在非糧食耕作土地上，利用林作物的廢棄物、包括柳枝稷的能源作物、甚至垃圾生產(chǎn)纖維素乙醇燃料。因此，可持續(xù)生物燃料的發(fā)展對中國車用能源來說，將起到極大的推進作用?！拔覀兿嘈庞蒀oskata、Mascoma這樣的公司所致力研發(fā)的下一代纖維素乙醇燃料解決方案在中國市場將有令人振奮的潛力。”陳實說。

通用汽車認為，中國是率先應(yīng)用可替代能源動力推進系統(tǒng)的最佳市場。通用汽車會落實對中國的承諾，利用先進的解決方案幫助加速中國汽車行業(yè)新能源汽車的發(fā)展，也將為中國的汽車消費者提供更節(jié)能、更清潔、更環(huán)保的產(chǎn)品。

陳實表示，通用汽車將持續(xù)推進其“立足中國、攜手中國、用心中國”的在華戰(zhàn)略，幫助中國車用能源多樣化的解決方案的探索及其商業(yè)化。

今年1月和5月，通用汽車分別宣布與美國Coskata及Mascoma公司在新一代乙醇燃料技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)建立戰(zhàn)略聯(lián)盟，以加速其商業(yè)化進程。兩個合作伙伴分別研究不同的生產(chǎn)工藝及其商業(yè)化途徑。Coskata公司專注纖維素乙醇燃料，原料來自任何農(nóng)業(yè)及城市生活含碳廢棄物；Mascoma公司的研發(fā)方向在第二、三代可持續(xù)生物燃料，原料來自任何林作物的廢棄物。

篇7

河南省建設(shè)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)的重要性和緊迫性

全球每年生物質(zhì)的總量大約在1.7×1011 噸，估計現(xiàn)在只有6.0×109 噸生物質(zhì)（約占總量的3.5%）被人類利用。按照能源當(dāng)量計算，生物質(zhì)能僅次于煤炭、石油、天然氣，位列第四，占世界一次能源消耗的14%，是國際社會公認的能夠緩解能源危機的有效資源和最佳替代方式，是最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?。目前，生物質(zhì)能化利用的主要方向包括：生物液體燃料、生物燃氣、生物質(zhì)成型燃料、生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)化工等方向。生物質(zhì)能產(chǎn)品既有熱與電，又有固、液、氣三態(tài)的多種能源產(chǎn)品，以及生物化工原料等眾多的生物基產(chǎn)品，這些特質(zhì)與功能是其他所有物理態(tài)清潔能源所不具備的。

據(jù)國際能源署統(tǒng)計，在所有可再生能源中，生物質(zhì)能源的比例已經(jīng)占到了77%，其中生物質(zhì)發(fā)電、液體生物燃料和沼氣分別占生物質(zhì)能源利用總量35%、31%和31%。

很多國家成立專門的生物質(zhì)能管理機構(gòu)，主要負責(zé)相關(guān)政策的制定以及部門的協(xié)調(diào)事宜，如巴西“生物質(zhì)能委員會”，印度“國家生物燃料發(fā)展委員會”，美國“生物質(zhì)能管理辦公室”等。

很多國家都制定了關(guān)于生物質(zhì)能發(fā)展的長期規(guī)劃，確定了具體的發(fā)展目標(biāo)，如美國“能源農(nóng)場計劃”，巴西燃料乙醇和生物柴油計劃，法國生物質(zhì)發(fā)展計劃，日本“新陽光計劃”，印度“綠色能源”工程等。各國都采取了積極務(wù)實的生物質(zhì)能源發(fā)展政策與措施，如歐盟主要采取了高價收購、投資補貼、減免稅費以及配額制度等。美國主要采取了擔(dān)保貸款、補助資金和減免稅費等。

2011年，最具代表性的生物燃料――燃料乙醇全球產(chǎn)量達到了7 000萬噸，美國燃料乙醇產(chǎn)量達到4 170萬噸。近期美國已把生物質(zhì)能的重點轉(zhuǎn)向第二代先進生物燃料，《能源獨立與安全法》（EISA）強制要求2022年生物燃料用量達到1.1億噸，其中先進生物燃料為6 358.8萬噸。第二代生物燃料指“壽命周期內(nèi)溫室氣體排放比參考基準減少50%以上的、玉米乙醇以外的可再生燃料”，主要包括纖維乙醇、沼氣、微藻生物柴油等。為實現(xiàn)此目標(biāo)，美國政府采用了投資補助和運行補貼（每加侖1.01美元，約合2 123元/噸，按匯率6.3計算）等方式大力鼓勵先進生物燃料相關(guān)的研發(fā)、中試、示范和商業(yè)化項目建設(shè)，已建試驗、示范裝置45套，預(yù)計2～3年內(nèi)可以實現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

生物質(zhì)成型燃料方面，歐美的發(fā)展最為發(fā)達，其主要以木質(zhì)生物質(zhì)為原料生產(chǎn)顆粒燃料，其成型燃料技術(shù)及設(shè)備的研發(fā)已經(jīng)基本成熟，相關(guān)標(biāo)準體系也比較完善，形成了從原料收集、儲藏、預(yù)處理到成型燃料生產(chǎn)、配送和應(yīng)用的整個產(chǎn)業(yè)鏈。截至2010年，德國、瑞典、加拿大、美國、奧地利、芬蘭、意大利、波蘭、丹麥和俄羅斯等歐美國家的生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)量達到了1 000萬噸以上。

美國POET公司、美國杜邦公司、意大利M&G公司、西班牙Abengoa公司等將于2014年前運行5萬噸以上規(guī)模的纖維乙醇廠。

生物質(zhì)精細化工產(chǎn)品目前已達1 100多種，如乙二醇、乳酸、丁二酸、丁醇、2，3-丁二醇、乙酰丙酸、木糖醇、檸檬酸、山梨醇等。據(jù)分析，從生物質(zhì)制取的化學(xué)品現(xiàn)已占化學(xué)品總銷售額10%以上，并以每年7%～8%的速率增長。美國國家研究委員會預(yù)測，到2020年，將有50%的有機化學(xué)品和材料產(chǎn)自生物質(zhì)原料。殼牌公司認為，世界植物生物質(zhì)的應(yīng)用規(guī)模在2060年將超過石油。

隨著技術(shù)的進步，未來生物質(zhì)能化開發(fā)利用將向原料多元化、產(chǎn)品多樣化、利用高值化、生產(chǎn)清潔化方向轉(zhuǎn)變，纖維乙醇生產(chǎn)成本進一步下降，與糧食乙醇相比將具競爭優(yōu)勢，成為液體生物燃料的主流產(chǎn)品;大中型沼氣是極具潛力的新興生物能源方向;以纖維素糖為平臺的生物化工產(chǎn)業(yè)的興起，將減少對化石資源的依賴，促進綠色發(fā)展。遠期生物質(zhì)快速熱解制生物燃料和微藻生物燃料也將有較大的發(fā)展空間。

總體上看，我國以燃料乙醇為代表的生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本達到世界先進水平，推廣使用技術(shù)成熟可靠、安全可行。在法律、政策、規(guī)劃、試點等方面開展了創(chuàng)造性的工作，為今后的工作打下了基礎(chǔ)。

河南生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)

作為農(nóng)業(yè)大省，河南生物質(zhì)資源非常豐富。僅農(nóng)業(yè)剩余物的干重量每年為7 000萬噸，占全國1/10。林業(yè)剩余物資源量每年為2 000多萬噸，其中生態(tài)能源林近期規(guī)劃500多萬畝，遠景規(guī)劃1 200萬畝。

河南省生物質(zhì)能化開發(fā)利用起步較早，2004年即在全國率先實現(xiàn)了乙醇汽油全覆蓋，成功創(chuàng)造了乙醇汽油推廣的“河南模式”。目前，河南省生物質(zhì)能化利用主要涵蓋了生物質(zhì)成型燃料、液體燃料、氣體燃料和發(fā)電等方向，涉及燃料乙醇、纖維乙醇、沼氣、成型燃料、生物柴油、生物質(zhì)發(fā)電、乙二醇、乳酸等產(chǎn)品，2010年生物質(zhì)能利用折標(biāo)煤420萬噸。

液體生物燃料產(chǎn)品產(chǎn)量超過70萬噸居全國第一，其中燃料乙醇產(chǎn)量超過60萬噸，約占全國的30%，燃料乙醇消費量超過30萬噸。2009年底，河南天冠建成投產(chǎn)了全球第一條萬噸級秸稈纖維乙醇生產(chǎn)裝置，實現(xiàn)連續(xù)規(guī)?；a(chǎn)，建立了完整的工藝路線，掌握了多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)，部分指標(biāo)接近或超過國外先進水平，已經(jīng)通過了國家驗收，具備了進一步產(chǎn)業(yè)化放大和推廣的條件。全省能源林面積超過300萬畝，開展了生物柴油的實驗生產(chǎn)，具備了規(guī)模化生產(chǎn)的技術(shù)能力。

建成了國內(nèi)最早的工業(yè)化沼氣項目并獲得了廣泛推廣和應(yīng)用，擁有全球最大的1.5億立方米/年工業(yè)化沼氣裝置，配套3.6萬千瓦沼氣發(fā)電項目已經(jīng)并網(wǎng)發(fā)電，同時供40萬戶居民生活、2 500輛公交和出租車使用。農(nóng)村戶用沼氣達到361萬戶，普及率18%，大中型沼氣達到2 360處。

生物質(zhì)發(fā)電總裝機45萬千瓦居全國前列，年發(fā)電量約10.6億千瓦時。

目前，河南省生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)品產(chǎn)能已超過30萬，年產(chǎn)量20多萬噸，居華中地區(qū)首位，其中建立位于河南省汝州市的生物質(zhì)壓塊燃料生產(chǎn)工程，目前年產(chǎn)生物質(zhì)成型燃料3萬噸，正在形成年產(chǎn)10萬噸的生產(chǎn)基地，通過示范建設(shè)，建立了壓塊成型燃料生產(chǎn)廠原料最佳收集模式、清潔生產(chǎn)模式、成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，生產(chǎn)電耗為40kW?h/t～50kW?h/t，實現(xiàn)了壓塊成型燃料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。建立在洛陽偃師市和河南汝州市的成型燃料設(shè)備生產(chǎn)基地，目前正在形成年產(chǎn)300臺套的生產(chǎn)能力。

生物制氫方面國內(nèi)還沒有產(chǎn)業(yè)化，近幾年，國內(nèi)少數(shù)學(xué)者主要圍繞提高光合細菌的光轉(zhuǎn)化效率等方面，著手對光合細菌制氫進行了實驗研究，并取得了一些重要進展。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)在國家自然科學(xué)基金、863計劃等項目支持下，正在按照生產(chǎn)性工藝條件進行太陽能光合生物制氫技術(shù)及相關(guān)機理的研究，并且已經(jīng)取得了一定的突破，成為河南省重要的制氫技術(shù)儲備。

生物質(zhì)化工產(chǎn)品總產(chǎn)量超過10萬噸。河南財鑫集團2010年建成纖維乙二醇中試裝置，形成了整套工藝技術(shù)，達到國內(nèi)先進水平，正在進行萬噸級產(chǎn)業(yè)化示范;河南宏業(yè)生化2011年建成全球首套生物質(zhì)清潔生產(chǎn)2萬噸/年糠醛聯(lián)產(chǎn)乙酸裝置，已實現(xiàn)連續(xù)規(guī)?；a(chǎn)，達到國際先進水平。

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、鄭州大學(xué)、河南能源研究所等一批科研機構(gòu)有較強的生物質(zhì)能源研發(fā)實力。

河南省從事生物質(zhì)能研發(fā)和產(chǎn)業(yè)推廣的單位上百家。

2013年，生物質(zhì)能化產(chǎn)品總產(chǎn)值超過100億元。

總體來說，河南省生物質(zhì)能開發(fā)利用起步較早，達到國內(nèi)先進水平，其中燃料乙醇、沼氣和秸稈成型燃料等技術(shù)和裝備居國內(nèi)領(lǐng)先地位。

河南省發(fā)展生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)的總體要求

堅持資源開發(fā)與生態(tài)保護相結(jié)合，以不犧牲農(nóng)業(yè)和糧食、生態(tài)和環(huán)境為出發(fā)點，科學(xué)開發(fā)鹽堿地、“三荒”地等宜能非耕地，規(guī)?；N植新型非糧能源作物與生態(tài)能源林，加強農(nóng)林牧剩余物資源、城市生活垃圾與工業(yè)有機廢水、廢渣管理，堅持梯級利用、吃干榨凈，建立標(biāo)準化生物質(zhì)能化原料收儲運供應(yīng)體系，推動生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展。

堅持頂層設(shè)計與先行先試相結(jié)合，把握世界生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，統(tǒng)籌謀劃國家生物質(zhì)能化發(fā)展的新模式、新途徑，破解關(guān)鍵制約瓶頸和體制機制障礙，以資源、技術(shù)、市場發(fā)展現(xiàn)狀為前提，在河南先行先試，以點帶面，積極推進，努力探索具有示范帶動意義的生物質(zhì)能化全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式。

堅持自主創(chuàng)新與開放合作相結(jié)合，立足現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，整合聚集國內(nèi)研發(fā)力量和專有技術(shù)，強力推進生物質(zhì)能化核心技術(shù)開發(fā)，加快關(guān)鍵裝備集成，占領(lǐng)世界生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展新高地。開展國際交流與合作，合理引進國際先進技術(shù)、裝備與人才，帶動生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。

堅持重點突破與整體推進相結(jié)合，以纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化為突破重點，推進沼氣高值化利用、生物化工和生物質(zhì)能化裝備規(guī)?；a(chǎn)，加快纖維丁醇、航空生物燃料、微藻生物柴油、生物質(zhì)快速熱解制生物燃料等先進產(chǎn)品與工藝研發(fā)步伐，整體推進生物質(zhì)能化高起點產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用，培育規(guī)模大水平高的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

堅持政府推動與市場運作相結(jié)合，發(fā)揮政府主導(dǎo)作用，制定積極的產(chǎn)業(yè)政策，引導(dǎo)多種經(jīng)濟主體投入，扶持生物質(zhì)能化企業(yè)規(guī)?；l(fā)展。建立有效的市場激勵機制，營造良好發(fā)展環(huán)境，發(fā)揮市場配置基礎(chǔ)作用，以市場開拓帶動生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

在發(fā)展目標(biāo)上，充分發(fā)揮河南生物質(zhì)能化開發(fā)利用的資源、技術(shù)和實踐優(yōu)勢，集聚優(yōu)勢企業(yè)和科研機構(gòu)，吸引國內(nèi)外生物質(zhì)能化領(lǐng)域領(lǐng)軍人才，開展生物質(zhì)能化資源梯級循環(huán)利用，做大做強生物能源裝備制造業(yè)，在全國率先建成規(guī)模最大、實力最強、技術(shù)最先進的生物質(zhì)能化示范區(qū)，全面發(fā)揮示范區(qū)的示范、輻射和帶動作用，打造全國的生物質(zhì)能化源科研、裝備制造和推廣應(yīng)用基地，占領(lǐng)世界可再生能源領(lǐng)域新高地。

近期目標(biāo)（2014-2015年）：規(guī)劃投資200億元以上，新增工業(yè)產(chǎn)值188億元以上。重點推進纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化，穩(wěn)定糧食乙醇產(chǎn)量，纖維乙醇生產(chǎn)能力達到50萬噸/年，纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)能力達到10萬噸/年，聯(lián)產(chǎn)糠醛達到5萬噸/年，新增大中型沼氣生產(chǎn)能力16.5億立方米。生物柴油總生產(chǎn)能力達到50萬噸/年，其中高品質(zhì)航空燃油占10%以上。新增年產(chǎn)5～10萬噸的成型燃料生產(chǎn)基地2個，生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)能力達100萬噸;初步奠定生物質(zhì)能化示范省產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，確立生物質(zhì)能化發(fā)展基本模式。

中期目標(biāo)（2016-2020年）：規(guī)劃投資1 000億元以上，新增工業(yè)產(chǎn)值1 600億元以上，其中裝備制造700億元。纖維乙醇生產(chǎn)能力達到300萬噸/年，纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)能力達到50萬噸/年，聯(lián)產(chǎn)糠醛達到50萬噸/年，新增大中型沼氣生產(chǎn)能力62億立方米。生物柴油總生產(chǎn)能力達到400萬噸/年，其中高品質(zhì)航空燃油占30%以上。建成500個左右的生物質(zhì)成型燃料加工點，形成約250萬噸的生產(chǎn)能力。帶動生物質(zhì)能化技術(shù)升級，基本建成國家生物質(zhì)能化示范省。

河南省生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重點任務(wù)

重點發(fā)展纖維乙醇、纖維乙二醇、纖維柴油、糠醛、沼氣，實施醇電、醇氣、醇肥、醇化多形式聯(lián)產(chǎn)，著力提升農(nóng)林剩余物的資源化利用水平;積極建設(shè)工業(yè)、畜牧業(yè)、農(nóng)村大中型沼氣工程，提高城鄉(xiāng)有機垃圾資源化利用水平，加快構(gòu)建新型農(nóng)村社區(qū)配套的分布式生物能源體系;積極拓展生物質(zhì)化工，初步形成規(guī)?；纳锘ぎa(chǎn)業(yè)鏈;完善生物質(zhì)成型燃料體系的原料收集、儲存、預(yù)處理到成型燃料生產(chǎn)、配送和應(yīng)用的整個產(chǎn)業(yè)鏈，積極推進生物質(zhì)成型燃料的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)及應(yīng)用模式，開拓生物質(zhì)成型燃料應(yīng)用新途徑，大規(guī)模進行燃油、燃氣替代應(yīng)用，與煤炭形成相當(dāng)競爭力;大力推進生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè);積極探索開展航空生物燃料、微藻生物柴油、快速熱解制生物燃料等先進生物燃料技術(shù)示范。

（一）纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化

在纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化方面，圍繞纖維乙醇生產(chǎn)，著力提升纖維乙醇生產(chǎn)和綜合利用技術(shù)水平、裝備和自動化水平，能源利用轉(zhuǎn)化效率和經(jīng)濟性指標(biāo)達到國際領(lǐng)先水平。形成包括科技研發(fā)、裝備制造、工程設(shè)計建設(shè)、生產(chǎn)運營、人才培養(yǎng)和隊伍建設(shè)在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)體系;形成秸桿采集、儲存、調(diào)運、纖維素酶生產(chǎn)和配送、纖維乙醇生產(chǎn)與集中脫水加工等較為完備的生產(chǎn)經(jīng)營管理模式，實現(xiàn)纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化重大突破。

1.纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化步驟

發(fā)揮天冠、中石化、中石油等能源骨干企業(yè)人才、技術(shù)、資金、管理和市場優(yōu)勢，不斷提高生物質(zhì)資源能源化轉(zhuǎn)化效率，實現(xiàn)不同原料、不同規(guī)模、不同產(chǎn)品梯級開發(fā)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。因地制宜，結(jié)合城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè)，以產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為依托，采取不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模式，設(shè)計建設(shè)3～10萬噸不同規(guī)模纖維乙醇廠。實施沼渣和爐灰還田，保持土地資源和糧食生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。

――采取“醇―氣”模式建設(shè)纖維乙醇工廠，實現(xiàn)木質(zhì)纖維素分類利用，纖維素生產(chǎn)乙醇，半纖維素生產(chǎn)沼氣聯(lián)產(chǎn)，木質(zhì)素殘渣發(fā)電供熱。

――結(jié)合現(xiàn)有秸稈電廠，采取“醇―電”聯(lián)產(chǎn)模式，首先利用秸稈中的纖維素生產(chǎn)乙醇，剩余木質(zhì)素廢渣作為電廠燃料和半纖維素等產(chǎn)生的沼氣聯(lián)產(chǎn)發(fā)電，重點解決醇、氣、電一體化技術(shù)和裝備系統(tǒng)集成。

――在糠醛和木糖（醇）生產(chǎn)集中地區(qū)，整合糠醛、木糖（醇）生產(chǎn)規(guī)模，以玉米芯為原料，首先用半纖維素生產(chǎn)糠醛或木糖（醇），剩余糠醛或木糖渣中纖維素生產(chǎn)乙醇，剩余木質(zhì)素作為燃料發(fā)電，實現(xiàn)纖維乙醇、糠醛（木糖）和發(fā)電聯(lián)產(chǎn)，提升原料資源利用效率，解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)污染問題，實現(xiàn)“醇―化―電”一體化發(fā)展新模式。

2.實施關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程

――開展纖維素酶生產(chǎn)技術(shù)提升研究，不斷提高菌種產(chǎn)酶效率，提升自控水平，進一步降低纖維素酶生產(chǎn)和使用成本，建設(shè)配套生產(chǎn)和供應(yīng)基地。

實施關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程，重點開展纖維素酶生產(chǎn)、原料預(yù)處理、酶解發(fā)酵三大關(guān)鍵步驟技術(shù)攻關(guān)，進一步提高纖維乙醇的技術(shù)經(jīng)濟性。

――加大能源植物優(yōu)選培育和能源作物基地建設(shè)力度，利用河南省未開發(fā)荒地，種植能源作物，提高原料畝產(chǎn)和纖維素含量，開展規(guī)?；茉醋魑锓N植。

――依托車用生物燃料技術(shù)國家重點實驗室，整合高?；A(chǔ)研究資源，重點解決纖維素酶、木聚糖酶等多酶系生產(chǎn)菌種構(gòu)建，篩選優(yōu)化高效、耐逆菌株，提高纖維素酶生產(chǎn)效率和發(fā)酵酶活，提高多酶系酶解效率，實現(xiàn)纖維素酶生產(chǎn)和使用成本大幅降低。

――構(gòu)建高效、長壽命、高耐受性代謝工程菌株，選育馴化適合工業(yè)化生產(chǎn)的混合糖發(fā)酵菌株，實現(xiàn)纖維素、半纖維素共同發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，提高原料轉(zhuǎn)化乙醇效率，建設(shè)萬噸級技術(shù)示范工程。

――開發(fā)連續(xù)高效低能耗預(yù)處理技術(shù)和設(shè)備、提升同步糖化發(fā)酵、蒸餾濃縮耦合等工藝技術(shù)水平，形成3～10萬噸工藝技術(shù)包。

（二）沼氣利用與農(nóng)村新能源體系建設(shè)

1.工業(yè)大中型沼氣與高值化利用

實施纖維乙醇-沼氣聯(lián)產(chǎn)，提升食品、輕工、化工、生物醫(yī)藥等行業(yè)的廢渣、廢液聯(lián)產(chǎn)沼氣水平，重點建設(shè)日產(chǎn)5萬m3、10萬m3以上的大規(guī)模工業(yè)化沼氣工程，通過高溫全混厭氧發(fā)酵、中溫上流式厭氧污泥床、膨脹顆粒污泥床相結(jié)合的工藝提高厭氧發(fā)酵COD去除率、擴大沼氣消化液資源化利用規(guī)模，降低有機廢水好氧處理的負荷。開展以沼氣綜合利用為核心的企業(yè)泛能網(wǎng)示范，提高能源利用效率，減少污染物排放。鼓勵沼氣規(guī)?；a(chǎn)生物天然氣入站入網(wǎng)，壓縮生物天然氣（CBNG）用作車用燃氣、居民用氣及發(fā)電。

工業(yè)大中型沼氣主要圍繞纖維乙醇、生物化工、食品等高濃度有機廢水、廢渣排放企業(yè)，按照集中就近原則，合理布局，優(yōu)先配套建設(shè)分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)。

2.農(nóng)村大中型沼氣和農(nóng)村新能源體系建設(shè)

按照堅持走集約、智能、綠色、低碳的新型城鎮(zhèn)化道路的要求，將生態(tài)文明理念和原則全面融入新型農(nóng)村社區(qū)，構(gòu)建農(nóng)村新能源體系。以大中型沼氣建設(shè)為核心，加快農(nóng)村能源消費升級，為新農(nóng)村建設(shè)提供高品位的清潔能源，提高農(nóng)村居民生活質(zhì)量，改善居住環(huán)境，推進生物能源鎮(zhèn)（社區(qū)）示范，推動綠色、健康、生態(tài)文明的新型農(nóng)村社區(qū)建設(shè)。依托大型養(yǎng)殖企業(yè)或利用秸稈建設(shè)大型沼氣集中供氣工程，并在條件具備的社區(qū)試點沼氣分布式能源，實現(xiàn)氣、電、熱聯(lián)供。開展農(nóng)村微電網(wǎng)示范，探索可持續(xù)的運營模式。開展太陽能熱水系統(tǒng)和地?zé)崮懿膳⑻峁┥顭崴痉俄椖拷ㄔO(shè)。根據(jù)各地資源條件，開展沼氣、小水電、太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能等多種能源組合的用能方式示范，探索適宜中部地區(qū)的農(nóng)村能源發(fā)展模式，推動農(nóng)村新能源體系建設(shè)。

3.城市生活垃圾沼氣

在省轄市或地區(qū)性中心城市，結(jié)合城市污水和有機垃圾收集，建設(shè)大型或超大型工業(yè)沼氣工程。對生活垃圾進行二次集中分類處理，構(gòu)建“有機廢棄物―厭氧發(fā)酵―沼氣發(fā)電―沼液沼渣制肥”等循環(huán)經(jīng)濟鏈條。在建或新建垃圾填埋場配套建設(shè)填埋氣回收裝置生產(chǎn)沼氣，鼓勵大中型垃圾填埋場建設(shè)沼氣發(fā)電機組。

4.生物質(zhì)熱解氣化

以城市廢棄物和農(nóng)村生物質(zhì)廢棄物為對象，結(jié)合工業(yè)園區(qū)的能源需求，建立熱電氣聯(lián)供的生物質(zhì)燃氣輸配系統(tǒng)示范工程。大力推行區(qū)域集中處理模式和循環(huán)經(jīng)濟園、工業(yè)園等園區(qū)模式，選取已經(jīng)啟動基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)程序的項目作為示范工程，真正做到科技與需求相結(jié)合、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)相結(jié)合。提高生物質(zhì)氣化技術(shù)水平，限制生物質(zhì)氣化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個主要原因是技術(shù)仍處于較低水平，未來的發(fā)展首先要解決技術(shù)問題，包括加強生物質(zhì)氣化基礎(chǔ)理論研究，提高氣化爐工作效率、燃氣凈化效率，提高裝備系統(tǒng)穩(wěn)定性，增強系統(tǒng)自動化程度，完善產(chǎn)業(yè)鏈各項關(guān)鍵技術(shù)，打造生物質(zhì)氣化技術(shù)流水線生產(chǎn)。擴展氣化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，不但要將生物質(zhì)氣化技術(shù)應(yīng)用于木質(zhì)生物質(zhì)原料，還需根據(jù)生物質(zhì)原料來源及單位用途，發(fā)展適于工業(yè)生物質(zhì)、農(nóng)業(yè)生物質(zhì)、城市生活垃圾等多元生物質(zhì)氣化技術(shù)，并根據(jù)用途發(fā)展高品質(zhì)燃氣技術(shù)、氣化供熱、發(fā)電、制冷等多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。實現(xiàn)生物質(zhì)氣化技術(shù)產(chǎn)業(yè)裝備生產(chǎn)的規(guī)?；?，提高裝備的設(shè)計水平，擴大裝備的生產(chǎn)規(guī)模，實現(xiàn)設(shè)備的系列化、標(biāo)準化、大型化，并完善上下游相關(guān)企業(yè)單位，實現(xiàn)裝備技術(shù)的自主化設(shè)計制造，取得自主知識產(chǎn)權(quán)，構(gòu)建完整的生物質(zhì)氣化技術(shù)裝備設(shè)計與制造產(chǎn)業(yè)鏈。

5.生物質(zhì)制氫

河南省乃至我國的生物制氫技術(shù)尚未完全成熟，在大規(guī)模應(yīng)用之前尚需深入研究。目前需要解決的問題還很多，如高效產(chǎn)氫菌種的篩選，產(chǎn)氫酶活性的提高，產(chǎn)氫反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計，最佳反應(yīng)條件的選擇等。生物制氫技術(shù)利用可再生資源，特別是利用有機廢水廢物為原料來生產(chǎn)氫氣，既保護了環(huán)境，又生產(chǎn)了清潔能源，隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)，生物制氫技術(shù)將逐步中試和投產(chǎn)，成為解決能源和環(huán)境問題的關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。

（三）成型燃料產(chǎn)業(yè)化

在成型燃料產(chǎn)業(yè)化方面，發(fā)揮河南省科學(xué)院能源研究所有限公司、農(nóng)業(yè)部可再生能源重點開放實驗室、河南省生物質(zhì)能源重點實驗室、河南省秸稈能源化利用工程技術(shù)研究中心等科研院所的人才和技術(shù)優(yōu)勢，依托河南省秋實新能源有限公司、河南奧科新能源發(fā)展有限公司、河南偃師新峰機械有限公司等企業(yè)，加大生物質(zhì)成型燃料的關(guān)鍵技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化推廣。完善生物質(zhì)成型燃料原料、工藝、產(chǎn)品、應(yīng)用等環(huán)節(jié)，建設(shè)原料收儲運模式，優(yōu)化組合工藝生產(chǎn)線、降低能耗、提高自動化控制程度，加大推廣力度和規(guī)模。

1.成型燃料產(chǎn)業(yè)化步驟

――根據(jù)河南省不同地域的生物質(zhì)原料分布產(chǎn)出規(guī)律，結(jié)合生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)模式及生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)實際情況，開展收儲運的理論研究和試驗示范，建立生物質(zhì)原料的收儲運模式，解決農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲運成本費用問題。建立健全農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲運服務(wù)體系，建立適宜不同區(qū)域、不同規(guī)模、不同生產(chǎn)方式的農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲運體系。在河南省有代表性的區(qū)域，建成規(guī)模不小于5萬噸/年的成型燃料收儲運生產(chǎn)示范體系。

――研究生物質(zhì)物料特性參數(shù)、生物質(zhì)成型過程特性參數(shù)以及成型產(chǎn)品特性參數(shù)在線式數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，保證生物質(zhì)成型燃料全生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化控制，保證成型系統(tǒng)穩(wěn)定持續(xù)運行。將生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定生產(chǎn)時間提高到5 000小時/年，實現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。

――根據(jù)河南省不同地域原料特性，開發(fā)出以木本原料為主的高產(chǎn)能、低能耗的顆粒燃料成型機組，單機生產(chǎn)規(guī)模達到3-5噸/小時，成型燃料生產(chǎn)電耗達到60kW?h以下;配套設(shè)備完整匹配，形成一體化連續(xù)生產(chǎn)能力，示范生產(chǎn)線規(guī)模達到1萬噸/年;選擇代表性區(qū)域，建成年產(chǎn)2萬噸以上顆粒燃料示范生產(chǎn)基地。

――根據(jù)河南省不同地域原料特性，開發(fā)出以草本原料為主的高產(chǎn)能、低能耗的塊狀成型燃料成型機組，單機生產(chǎn)規(guī)模達到3-5噸/h，成型燃料生產(chǎn)電耗達到40kW?h以下;配套設(shè)備完整匹配，形成一體化連續(xù)生產(chǎn)能力，示范生產(chǎn)線規(guī)模達到3萬噸/年;選擇代表性區(qū)域，建成年產(chǎn)5萬噸以上顆粒燃料示范生產(chǎn)基地。

2.成型燃料規(guī)?；娲茉搓P(guān)鍵技術(shù)與工程示范

針對目前生物質(zhì)成型燃料在燃料利用環(huán)節(jié)存在能源轉(zhuǎn)化效率不高、應(yīng)用規(guī)模小，高效綜合利用及清潔燃燒技術(shù)水平不高等問題，開展成型燃料氣化清潔燃燒關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備研發(fā)和推廣，從而實現(xiàn)生物質(zhì)成型燃料的高效清潔燃燒利用，規(guī)模化替代燃油、燃氣等清潔燃料。

――研發(fā)成型燃料高效氣化及清潔燃燒關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)生物質(zhì)成型燃料沸騰氣化燃燒爐、大型高效氣化爐，研制低熱值燃氣高效燃燒及污染控制技術(shù)，取得生物質(zhì)氣化系統(tǒng)與工業(yè)窯爐耦合調(diào)控技術(shù)。燃燒設(shè)備規(guī)模達到MW級，能源轉(zhuǎn)換效率達到75%，各項環(huán)保指標(biāo)達到燃油或燃氣爐窯排放指標(biāo)。建設(shè)年消耗千噸的生物質(zhì)成型燃料的氣化燃燒替代工業(yè)窯爐燃料的示范工程，實現(xiàn)生物質(zhì)能源在工業(yè)窯爐上應(yīng)用的突破。

（四）開發(fā)相關(guān)生物化工及綜合利用產(chǎn)品

積極推進生物化工產(chǎn)品技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化示范，實現(xiàn)對石油、天然氣、煤炭等化石資源的替代。圍繞纖維乙醇的副產(chǎn)物如二氧化碳、木質(zhì)素等開展綜合利用，提高產(chǎn)品的附加值;開展纖維質(zhì)原料制取乙二醇項目產(chǎn)業(yè)化示范;拓展生物乙烯及下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，開拓乙醇深加工新產(chǎn)業(yè)鏈;開發(fā)生物丁醇和生物柴油相關(guān)生物化工品。

1.二氧化碳基生物降解材料和化學(xué)品

加強高活性、安全、低成本催化體系研究，突破反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好的聚合工藝和非溶劑法提取技術(shù)，開展二氧化碳基生物降解材料及下游制品的產(chǎn)業(yè)化示范。積極研發(fā)二氧化碳與甲醇一步法合成碳酸二甲酯等關(guān)鍵技術(shù)，重點發(fā)展聚碳酸亞丙酯樹脂、碳酸二甲酯、聚碳酸酯、發(fā)泡材料和阻隔材料等深加工產(chǎn)品。

2.纖維乙二醇、丙二醇、丁醇、糠醛下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化

依托天冠、財鑫等在生物化工技術(shù)研發(fā)方面具有優(yōu)勢的大型企業(yè)集團，開展纖維質(zhì)糖平臺為基礎(chǔ)的生物化工醇技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化示范，重點發(fā)展纖維乙二醇、丁醇等高附加值產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化示范。依托宏業(yè)生化發(fā)展糠醛下游深加工產(chǎn)業(yè)鏈包括乙酰丙酸、糠醇、二甲基呋喃、四氫呋喃、呋喃樹脂等。

開展纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化改進和產(chǎn)業(yè)化示范，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品收率、質(zhì)量，正在建設(shè)萬噸級產(chǎn)業(yè)化示范裝置，到2015年完成10萬噸級乙二醇、丙二醇生產(chǎn)裝置，到2020年形成50萬噸生產(chǎn)能力。

開展纖維素水解物生產(chǎn)丁醇菌種的選育（葡萄糖木糖共利用），推進細胞表面固定化技術(shù)及其反應(yīng)器的開發(fā)，采用反應(yīng)-吸附耦合的過程集成研究，縮短發(fā)酵周期，提高產(chǎn)物濃度和分離效率，2015年完成2萬噸級纖維丁醇示范，2020年形成10萬噸/年纖維丁醇生產(chǎn)能力。

開展以糠醛為原料的乙酰丙酸、糠醇、二甲基呋喃、四氫呋喃、呋喃樹脂等產(chǎn)品的深度開發(fā)，2015年建成連續(xù)化和規(guī)?；a(chǎn)基地，2020年形成年加工50萬噸糠醛生產(chǎn)規(guī)模。

3.生物乙烯及下游產(chǎn)品

開展乙醇高效催化制乙烯產(chǎn)業(yè)化示范。著力突破乙醇脫水制備乙烯催化劑關(guān)鍵技術(shù)，提高催化劑的選擇性、壽命和催化效率，實現(xiàn)生物乙醇生產(chǎn)乙烯工藝的長周期、低成本、穩(wěn)定運行。完善提升乙烯-聚乙烯-塑料制品和乙烯-環(huán)氧丙烷-乙二醇-聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）兩條產(chǎn)業(yè)鏈，大力發(fā)展塑料制品、包裝材料和高端服裝面料。

4.木質(zhì)素高值化開發(fā)利用產(chǎn)品

提高木質(zhì)素綜合利用水平，重點開發(fā)膠粘劑、有機緩釋肥料、木質(zhì)素復(fù)合材料、水泥保濕劑、高值燃料等產(chǎn)品，拓展其在化工、農(nóng)林、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

（五）微生物柴油產(chǎn)業(yè)化

根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有研究成果，結(jié)合綠色化和生物精煉概念的理念，實現(xiàn)微生物柴油的產(chǎn)業(yè)化。微藻等微生物養(yǎng)殖和生產(chǎn)生物柴油技術(shù)實現(xiàn)重大突破，開展萬噸級工業(yè)化示范。集合微藻等微生物優(yōu)良品種選育、高效轉(zhuǎn)化、規(guī)?；B(yǎng)殖、油脂提取精煉等核心技術(shù)，開展工業(yè)化養(yǎng)殖、生產(chǎn)示范，實現(xiàn)微生物柴油和副產(chǎn)品的多聯(lián)產(chǎn)。

1.木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的綜合處理技術(shù)

木質(zhì)纖維素生物質(zhì)主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，經(jīng)過一定的物理/化學(xué)處理，木質(zhì)纖維素糖化，用于微生物的培養(yǎng)。副產(chǎn)物中的糠醛等物質(zhì)會影響微生物的生長和代謝，綜合的處理技術(shù)目標(biāo)是將這些副產(chǎn)物控制在最低的水平，同時達到最高的降解效率。酸堿和離子液等化學(xué)處理要配合溫度、壓力，適度的破碎要配合微波、超聲、蒸汽爆破技術(shù)，從而達到能量消耗最小，水解產(chǎn)物變性最少的效果。這些處理技術(shù)綜合起來需要針對不同物料有序?qū)嵤?/p>

2.產(chǎn)油微生物脂類代謝的遺傳調(diào)控

對于產(chǎn)油微生物油脂過量積累的機制當(dāng)前還停留在生化水平上。利用基因組學(xué)、蛋白組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)，研究產(chǎn)油微生物脂肪代謝的基因調(diào)控機制，通過對某些關(guān)鍵基因?qū)嵤┻z傳修飾，使其朝著人為設(shè)定的代謝流方向發(fā)展，最大限度的發(fā)揮轉(zhuǎn)化作用。理解脂肪代謝的基因調(diào)控原理還有利于通過不同發(fā)酵模式調(diào)控油脂積累，有利于更好的利用工業(yè)廢棄物生產(chǎn)油脂，有利于通過培養(yǎng)基營養(yǎng)限制調(diào)控脂肪的積累，有利于利用小分子誘導(dǎo)物調(diào)控細胞的繁殖和脂肪積累。

3.微生物柴油原位轉(zhuǎn)酯技術(shù)

傳統(tǒng)的微生物柴油生產(chǎn)周期長、成本高，而且打破微生物堅實細胞壁的操作很難實施?；谖⒃宓任⑸锷锊裼蜕a(chǎn)的周期分析顯示，90%的能耗是用在微藻的油的提取工序上，表明油的提取工藝的進步將大大影響生產(chǎn)成本，決定著生物柴油加工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益。近期“原位”轉(zhuǎn)酯方法用于藻類生物產(chǎn)油生產(chǎn)受到密切關(guān)注，這種在細胞內(nèi)酯類與醇類接觸直接發(fā)生轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，而不需要將脂類提取出來再與其發(fā)生反應(yīng)。這種直接轉(zhuǎn)酯技術(shù)，不僅能夠用于微生物的純培養(yǎng)物，同時有效適用混合培養(yǎng)產(chǎn)物的生物柴油生產(chǎn)。研究顯示，原位轉(zhuǎn)酯技術(shù)能夠降低樣品中的磷脂的量，甚至達到不能檢出的水平。生物質(zhì)的含水量會極大的影響油脂的提取率，而小球藻原位轉(zhuǎn)酯研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)增加轉(zhuǎn)酯反應(yīng)底物醇的比例能夠從含水量較大的生物質(zhì)中獲得較高產(chǎn)率的生物柴油，將大大減少微生物生物柴油的能量消耗和設(shè)備投入，明顯降低生產(chǎn)成本。

4.生物精煉概念下的微生物柴油生產(chǎn)技術(shù)體系

木質(zhì)纖維素物質(zhì)來源廣泛，如果在處理過程中將某些附加值較高的化學(xué)提取出來將會大大提高收益。同時，將微生物菌體所含的營養(yǎng)物質(zhì)充分利用也會大大節(jié)省原料成本，例如將酵母菌提油后的殘渣經(jīng)過加工脫除抗?fàn)I養(yǎng)因子后再用到微生物培養(yǎng)基的配制，可以節(jié)省大量含氮營養(yǎng)添加物。轉(zhuǎn)酯反應(yīng)的副產(chǎn)物甘油可以提純后加工成丙二醇，后者是一種附加值更高的化學(xué)原料，甚至粗甘油用于培養(yǎng)基添加會提高微生物油脂的積累。廢水處理可以用厭氧發(fā)酵生產(chǎn)甲烷或氫氣，也可以通過微藻培養(yǎng)回用有機營養(yǎng)物。

5.生物柴油相關(guān)生物化工品

積極利用生物柴油副產(chǎn)品甘油，采用高活性、高選擇性的催化劑，突破反應(yīng)熱移除、微生物法二羥基丙酮等關(guān)鍵技術(shù)，重點開發(fā)環(huán)氧氯丙烷、乙二醇、丙二醇、十六碳酸甲酯、二羥基丙酮（DHA）等高附加值精細化工產(chǎn)品，拓展其在醫(yī)藥、化工、食品等領(lǐng)域應(yīng)用范圍，實現(xiàn)資源高效綜合利用。

6.生物質(zhì)乙酰丙酸平臺化合物

完成以玉米秸稈為原料水解生產(chǎn)乙酰丙酸工藝的優(yōu)化設(shè)計與中試，解決生產(chǎn)過程設(shè)備腐蝕問題，完成乙酰丙酸的分離純化工藝，完成乙酰丙酸的衍生物乙酰丙酸乙酯的生產(chǎn)工藝設(shè)計，將生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴１岬绕脚_化合物。完成千噸級的生物質(zhì)水解生產(chǎn)乙酰丙酸聯(lián)產(chǎn)糠醛工藝、乙酰丙酸酯化工藝中試裝置的建設(shè)及運，完成放大級的生物質(zhì)水解的生產(chǎn)乙酰丙酸工藝包的開發(fā)設(shè)計。

7.生物質(zhì)間接液體燃料

開展生物質(zhì)間接液化技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)，利用生物質(zhì)先氣化成合成氣（由CO和H2組成的混合氣體）、然后再將合成氣液化得到的產(chǎn)品，如甲醇、二甲醚、費托汽柴油等，逐步建立中試及示范工程。

8.生物質(zhì)納米材料

以生物質(zhì)作為原料合成碳基納米材料、多孔碳材料及復(fù)合材料，所制備的納米材料具有優(yōu)異的固碳效率、催化性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)，使其在催化劑載體、固碳、吸附、儲氣、電極、燃料電池和藥物傳遞等領(lǐng)域潛在重要應(yīng)用，使其成為合成技術(shù)研究的熱點。

（六）強化生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè)化與基地建設(shè)

圍繞生物質(zhì)能化產(chǎn)品規(guī)?；_發(fā)利用，依托特色產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，發(fā)揮骨干裝備制造企業(yè)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)優(yōu)勢，加強與國內(nèi)外優(yōu)勢生物質(zhì)能化裝備企業(yè)和專業(yè)科研院所合作，整合上下游企業(yè)，完善特色生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè)鏈。突出集成設(shè)計、智能控制、綠色制造和關(guān)鍵總成技術(shù)突破，培育一批具有系統(tǒng)成套、工程承包、維修改造、備件供應(yīng)、設(shè)備租賃、再制造等總承包能力的生物質(zhì)能化裝備大型企業(yè)集團，建設(shè)一批特色鮮明、技術(shù)先進、在全國有重要影響的生物質(zhì)能化裝備基地。

1.農(nóng)林原料收儲運裝備

以洛陽、許昌等農(nóng)機產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點，集合國內(nèi)先進農(nóng)林機械制造企業(yè)，引進國外先進制造技術(shù)，骨干企業(yè)，重點突破秸稈剪切、拉伸、壓縮成型等基礎(chǔ)共性技術(shù)，大力發(fā)展稻麥撿拾大中型打捆機、玉米秸稈收割調(diào)質(zhì)鋪條機、棉稈聯(lián)合收割機、能源林木收獲機械、高效粉碎機械與成型機等重大整機產(chǎn)品，帶動相關(guān)零部件產(chǎn)業(yè)配套發(fā)展，切實提高生物質(zhì)收集、裝載、運輸、儲藏的高效性和通用性。

2.纖維乙醇成套裝備

以南陽新能源產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點，依托天冠集團現(xiàn)有纖維乙醇成套裝備，集成國內(nèi)外先進技術(shù)，加大設(shè)計研發(fā)力度，加快推進具有自主知識產(chǎn)權(quán)的纖維乙醇成套裝備技術(shù)提升，打造世界領(lǐng)先的纖維乙醇成套裝備制造基地。重點開發(fā)原料預(yù)處理低溫低壓、大型連續(xù)汽爆技術(shù)和裝備，纖維素酶大型、高效生產(chǎn)技術(shù)和裝備，大型高效連續(xù)酶解發(fā)酵技術(shù)和裝備，高抗堵蒸餾及熱耦合干燥成套裝備，木質(zhì)素燃燒高效能量轉(zhuǎn)化裝備。2015年前形成年總裝10套3～10萬噸級纖維乙醇成套裝備能力。2020年形成年總裝300萬噸纖維乙醇成套裝備能力。

3.沼氣生產(chǎn)及沼氣發(fā)電成套裝備

以南陽新能源、鄭州經(jīng)濟技術(shù)、安陽高新技術(shù)和長葛市等產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點，依托天冠集團、森源集團等骨干企業(yè)，加快發(fā)展有機廢棄物高效率厭氧消化及沼氣生產(chǎn)、沼氣制取生物天然氣、民用沼氣加壓輸送、撬裝式CNG加氣站以及生物天然氣分布式能源集成等成套裝備。加強與美國通用、德國西門子和日本三菱等國外優(yōu)勢企業(yè)合資合作，大力發(fā)展2 000千瓦以上大型沼氣發(fā)電技術(shù)和裝備。在南陽形成大型工業(yè)沼氣成套裝備基地，在許昌和周口形成農(nóng)村大中型沼氣成套裝備基地，在鄭州形成生物天然氣分布式能源與CNG加氣成套裝備基地，在安陽形成城市有機垃圾沼氣成套裝備基地。

4.生物質(zhì)成型燃料及其高效利用成套裝備

依托河南省科學(xué)院能源研究所有限公司、河南秋實新能源有限公司等，建成成型燃料成套生產(chǎn)設(shè)備和生物質(zhì)熱解氣化、高效燃燒及生物質(zhì)成型燃料氣炭油聯(lián)產(chǎn)設(shè)備加工生產(chǎn)基地。

5.生物柴油和生物熱解技術(shù)裝備

依托中石化、中石油集團先進生物柴油和航空生物燃料技術(shù)，發(fā)揮洛陽、商丘裝備制造業(yè)優(yōu)勢，加快發(fā)展水力空化、臨界態(tài)甲醇酯化等新型生物柴油裝備，形成成套生產(chǎn)能力。加快開發(fā)生物質(zhì)快速熱解、生物油催化加氫生產(chǎn)車用燃料技術(shù)和裝備。

6.生物化工產(chǎn)品關(guān)鍵裝備

依托河南財鑫集團、華東理工大學(xué)、天津大學(xué)，設(shè)計研發(fā)優(yōu)化改進秸稈制乙二醇等多元醇高效預(yù)處理、糖化、連續(xù)氫化裂解反應(yīng)器和節(jié)能精餾分離等關(guān)鍵設(shè)備。

依托河南天冠集團、鄭州大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中山大學(xué)、中科院上海生命科學(xué)研究院等，設(shè)計研發(fā)優(yōu)化二氧化碳降解塑料反應(yīng)釜、脫揮擠出造粒、產(chǎn)品改性等關(guān)鍵設(shè)備，生物柴油副產(chǎn)物甘油制1，3-丙二醇反應(yīng)自控流加、膜法分離、脫鹽、濃縮、真空精餾等關(guān)鍵設(shè)備，纖維丁醇發(fā)酵分離耦合反應(yīng)器、離交樹脂產(chǎn)物分離等關(guān)鍵設(shè)備。

依托宏業(yè)生化、河南省科學(xué)院能源研究所、中科院廣州能源所、山東省科學(xué)院，設(shè)計低溫低壓精餾塔、液相管式推流反應(yīng)器、高效多級蒸發(fā)等關(guān)鍵設(shè)備;改進廢液無公害化處理、高效分散造粒、低分子量差分離等關(guān)鍵裝備。

7.生物柴油和生物熱解技術(shù)裝備

依托中石化、中石油集團先進生物柴油和航空生物燃料技術(shù)，發(fā)揮洛陽裝備制造業(yè)優(yōu)勢，加快發(fā)展水力空化、臨界態(tài)甲醇酯化等新型生物柴油裝備，形成成套生產(chǎn)能力。加快開發(fā)生物質(zhì)快速熱解、生物油催化加氫生產(chǎn)車用燃料技術(shù)和裝備。

8.高比例靈活燃料汽車和雙燃料汽車

與國內(nèi)外知名汽車發(fā)動機制造企業(yè)合作，依托鄭州日產(chǎn)、海馬和宇通開發(fā)乙醇/汽油靈活燃料汽車和汽油/天然氣、柴油/天然氣雙燃料汽車。前期開發(fā)專用發(fā)動機、燃料供給及控制系統(tǒng)、氧傳感器等，2015年后形成批量生產(chǎn)能力，配套建設(shè)相應(yīng)的燃料（E85、車用生物天然氣）輸、供、儲設(shè)施。2020年靈活燃料汽車產(chǎn)能達到20萬輛以上，雙燃料汽車產(chǎn)能達到10萬輛以上。

（七）其它先進生物燃料技術(shù)創(chuàng)新和示范

加大科技研發(fā)投入和攻關(guān)力度，加快推進生物柴油、航空生物燃料、生物質(zhì)快速熱解制生物燃料等其他先進生物燃料技術(shù)取得重大突破。2015年前開展廢棄油脂生產(chǎn)生物柴油和萬噸級纖維丁醇等示范工程建設(shè)，2020年前推動含油林果生產(chǎn)航空生物燃料和高級油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，微藻養(yǎng)殖和生產(chǎn)生物柴油技術(shù)實現(xiàn)重大突破，開展萬噸級工業(yè)化示范。

1.生物柴油

在鄭州、洛陽、開封、商丘、安陽、周口、漯河、焦作等餐飲廢棄油脂和工業(yè)廢棄油脂富集的地區(qū)，加快建立工業(yè)廢棄動植物油脂回收體系、餐廚垃圾油脂回收體系，以餐廚垃圾油脂和工業(yè)廢棄動植物油脂為主生產(chǎn)車用生物柴油。到2015年形成20萬噸/年產(chǎn)能，2020年前在全省推廣，形成30萬噸規(guī)模。

集合微藻優(yōu)良藻種選育、高效轉(zhuǎn)化、規(guī)模化養(yǎng)殖、油脂提取精煉等核心技術(shù)，開展工業(yè)化養(yǎng)殖、生產(chǎn)示范，實現(xiàn)生物柴油和副產(chǎn)品的多聯(lián)產(chǎn)。

2.航空生物燃料

在南陽、洛陽、三門峽、安陽等山地丘陵區(qū)推進規(guī)?；暮土止匣亟ㄔO(shè)和采集體系建立，到2020年實現(xiàn)以含油林果為主要原料生產(chǎn)航空渦輪生物燃料和高級油，規(guī)模達到25萬噸/年。

3.生物質(zhì)快速熱解生產(chǎn)車用生物燃料

圍繞生物質(zhì)快速熱解生產(chǎn)生物油、生物油催化加氫生產(chǎn)車用生物燃料，開展關(guān)鍵技術(shù)與工程示范研究。2015年完成千噸級中試。2020年建成5萬噸級的生物油催化加氫生產(chǎn)車用燃料示范工程。

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【關(guān)鍵詞】生物質(zhì)顆粒；燃燒特性；排放

0.前言

人類利用生物質(zhì)能源已有幾十萬年之久，其應(yīng)用之早，是最直接的一種燃料能源。然而卻因為生物質(zhì)自身存在的諸多問題，而不能得到廣泛的利用。例如：生物質(zhì)的熱值比較低、缺少專用的燃燒設(shè)備、運輸及存儲不便等。在我國，經(jīng)濟社會的發(fā)展是以能源的消耗作為重要前提的，經(jīng)濟發(fā)展的越快，能源減少的越多。這樣我們所面臨的兩個顯著問題是：環(huán)境污染趨于嚴重化；另一個是能源燃料的緊缺。因此，研究燃用生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐的機理，探究其燃燒及排放特性，妥善處理能源燃料緊缺問題，對提升環(huán)境質(zhì)量，改善人民生活環(huán)境具有重要的指導(dǎo)意義。

1.燃用生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐簡介

生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐主要采用三室的燃燒結(jié)構(gòu)：即氣相燃燒室、固相燃燒室和燃燼除塵室。固相燃燒室的主要作用是為生物質(zhì)顆粒燃料供應(yīng)大量熱解的氣化熱量，從而產(chǎn)生大量的生物質(zhì)燃氣。這部分生物質(zhì)燃氣通過底部的吸式結(jié)構(gòu)過濾凈化，并最終被導(dǎo)入氣相燃燒室中從而實現(xiàn)均相的動力燃燒。氣相燃燒室的尾部主要采用旋流結(jié)構(gòu)制造，這樣可以讓燃氣的火焰進行充分的擾流，進而促進燃氣的完全燃燒。而燃燼除塵室一般采用降塵、燃燼、凝渣以及輻射傳熱等組合結(jié)構(gòu)，從而可以實現(xiàn)潔凈燃燒和輻射換熱等多重效果。下面我們給出了一個生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐的簡化圖。

圖1　生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐簡化圖

2.生物質(zhì)燃料鍋爐的燃燒及排放特性

2.1生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐的燃燒特性

生物質(zhì)顆粒燃料一般都是經(jīng)過超高壓壓縮形成的微粒狀燃料，密度較原生物質(zhì)要大的多，這樣的結(jié)構(gòu)和組織特征使其可以很大程度上降低其的逸出速度和傳熱速度。該種燃料的點火溫度也比較高，但是點火性能存在一定程度的下降，不過仍然要好于煤的點火性能。

生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐在燃燒開始階段會慢慢進行分解，此時的燃燒主要處于動力區(qū)，但是隨著燃燒進入過渡區(qū)和擴散區(qū)，燃燒的速度降低，就可以將大部分的熱量揮發(fā)傳遞到受熱面，從而使排煙的熱損失大大降低。同時，揮發(fā)燃燒需要的氧氣和外界擴散的氧氣比例適中，從而實現(xiàn)充分的燃燒，并進一步減少了氣體不完全燃燒造成的損失和排煙造成的熱損失。

燃燒充分完成以后，留下的焦炭骨架的結(jié)構(gòu)非常緊密，流動的氣流無法分解骨架，從而使得骨架炭仍然能夠保持完好的層狀燃燒，并形成層狀的燃燒核心。此時炭的燃燒比較穩(wěn)定，爐溫也相對較高，可以很大程度上減少固體和排煙的熱損失。

2.2生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐的排放特性

2.2.1清灰裝置設(shè)置

生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐排放過程中的清灰裝置主要采用機械刮除式以及機械振動式兩種主要方式。并且，在有些燃燒鍋爐中配備相應(yīng)的灰分壓縮機，這樣就可以滿足進行長時間自動運行的要求。如果設(shè)計工藝良好，那么該鍋爐的維護保養(yǎng)都會很有限，不需要進行特殊的清理。

2.2.2相關(guān)污染物排放

生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐排放的煙氣中包含有多種不同的物質(zhì)。其中，主要的污染物有沒有完全燃燒的顆粒CxHy和有害的氣體CO，這些都是由于燃料的未充分燃燒而形成的，同時，也可能和生物質(zhì)顆粒燃料的組成成分有關(guān)系。不過，鍋爐的污染物氣排放量相當(dāng)?shù)?，并且由于生物質(zhì)燃料中N、S等元素較少，所以最終排放的有毒氣體，如NOx、SOx較燃煤排放的要低的多。

3.生物質(zhì)顆粒燃燒鍋爐的環(huán)境影響分析

生物質(zhì)顆粒燃燒鍋爐排放的污染物很少，只包括少量的大氣污染物以及固體廢棄物。

3.1大氣污染物

生物質(zhì)顆粒燃料的纖維素含量比較高，而硫的含量則比較低，因此，燃燒所長盛的大氣污染物較燃煤而言要少得多。另外，生物質(zhì)顆粒燃料的密度比較大，非常便于運輸和儲存，而熱值也基本和燃煤相當(dāng)，燃燒鍋爐的燃燒速度要比煤快，燃燒充分且黑煙較少、形成的灰分也比較低，尤其是在采取相配套的脫硫除塵設(shè)備之后，大氣的污染物排放就會大幅度減少。根據(jù)大量的數(shù)據(jù)分析可以認為，使用生物質(zhì)燃料鍋爐進行燃燒后所釋放的大氣污染物濃度要遠遠低于相應(yīng)的國家標(biāo)準。

3.2固體廢棄物

生物質(zhì)燃料鍋爐燃燒后形成的固體廢棄物主要是燃燒完后形成的灰分，這部分廢棄物可以被充分的回收利用。最主要的應(yīng)用就是將灰分進行回收用作農(nóng)田鉀肥，這樣可以達到資源充分進行綜合利用的目的。

生物質(zhì)顆粒燃燒鍋爐排放的污染物很少，對環(huán)境的污染影響極低。不僅如此，該種工藝在很多方面還有及其顯著的生態(tài)環(huán)境效益，例如代替煤炭資源，不經(jīng)可以減少環(huán)境的污染，還解決了日益嚴峻的能源問題。另外，就是將燃燒后形成的固體廢物回收用做鉀肥，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的有效循環(huán)，實現(xiàn)我國環(huán)境事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。做到了變廢為寶，節(jié)約資源又保護環(huán)境的目的。

4.結(jié)論

生物質(zhì)顆粒燃燒鍋爐主要利用廢棄的農(nóng)作物資源作為燃料，因此燃料資源豐富，經(jīng)濟環(huán)保，不僅降低了我國農(nóng)業(yè)廢棄物的運輸成本問題和運輸過程中的污染問題，還具有節(jié)約資源、保護環(huán)境、防止環(huán)境污染的作用。生物質(zhì)顆粒燃燒鍋爐的推廣和使用符合我國建設(shè)節(jié)約型社會的基本要求和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基本國策，具有十分突出的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，為緩解我國以及世界范圍內(nèi)的能源緊張問題和環(huán)境污染問題提供了解決的思路和方法，對于環(huán)境的保護和資源的有效利用具有重要的意義。

【參考文獻】

［1］王翠蘋,李定凱等.生物質(zhì)成型顆粒燃料燃燒特性的試驗研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2006(10).

［2］岳峰,雷霆宙,朱金陵等.家用生物質(zhì)顆粒燃料爐的研制[J].可再生能源,2005(6).

篇9

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)能源；利用現(xiàn)狀；技術(shù)開發(fā)；政策建議

中圖分類號：P754.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

自20世紀70年代以來，全球氣候變暖和日益突出的能源危機為生物質(zhì)能源發(fā)展提供了契機?，F(xiàn)代生物質(zhì)能利用是指借助熱化學(xué)、生物化學(xué)等手段，通過一系列先進的轉(zhuǎn)換技術(shù),生產(chǎn)出固、液、氣等高品位能源來代替化石燃料，為人類生產(chǎn)、生活提供電力、交通燃料、熱能、燃氣等終端能源產(chǎn)品。生物質(zhì)能技術(shù)的研究與開發(fā)已成為世界重大熱門課題之一，受到世界各國政府與科學(xué)家的關(guān)注。許多國家都制定了相應(yīng)的開發(fā)研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農(nóng)場和巴西的酒精能源計劃等，其中生物質(zhì)能源的開發(fā)利用占有相當(dāng)?shù)谋戎亍，F(xiàn)代生物質(zhì)能源利用技術(shù)的開發(fā)對替代或部分替代化石能源、保護生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實意義。

一、我國生物質(zhì)能源開發(fā)利用現(xiàn)狀

生物質(zhì)能指秸稈、雜草、林木和動植物體及其排泄物等含有的能量。生物質(zhì)能的利用有多種方法，如直接燃燒發(fā)電、微生物發(fā)酵產(chǎn)生沼氣、生物發(fā)酵制取燃料乙醇，油料作物直接利用和制取生物柴油等。我國有豐富的生物質(zhì)資源，近兩年，生物質(zhì)能源在我國受到越來越多的關(guān)注，生物質(zhì)能源利用也取得很大成績，生物質(zhì)能源利用技術(shù)體系和生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)體系逐步形成。

1.沼氣產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模

沼氣利用是我國發(fā)展歷史最長、產(chǎn)業(yè)最為成熟的生物質(zhì)能利用產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過多年的研發(fā)和推廣，戶用沼氣已形成較完善的產(chǎn)業(yè)鏈，沼氣池不僅壽命達到20年，且形成了具有地域特色的沼氣綜合利用模式.我國北方推廣的塑料大棚、沼氣池、氣禽畜舍和廁所相結(jié)合的“四位一體”沼氣生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，中部地區(qū)以沼氣為紐帶的生態(tài)果園模式，南方建立的“豬-果”模式，以及其他地區(qū)因地制宜建立的“養(yǎng)殖-沼氣”、“豬-沼-魚”和“草-牛-沼”等模式，都是以農(nóng)業(yè)為龍頭，以沼氣為紐帶，對沼氣、沼液、沼渣的多層次利用的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。沼氣發(fā)酵綜合利用生態(tài)農(nóng)業(yè)模式的建立使農(nóng)村沼氣和農(nóng)業(yè)生態(tài)緊密結(jié)合，是改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生的有效措施，也是發(fā)展綠色種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的有效途徑，充分實踐了“資源—廢棄物—再生資源”的循環(huán)利用模式，已成為農(nóng)村經(jīng)濟新的增長點，符合建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的標(biāo)準。

2．生物液體燃料已經(jīng)起步

通過生物質(zhì)資源生產(chǎn)的生物汽、柴油和燃料乙醇是生物液體燃料的主要品種。1998年以來，以糧食為原料的燃料乙醇生產(chǎn)已初步形成規(guī)模。由于玉米價格不斷攀升以及陳化糧逐步消耗，本著生物質(zhì)液體燃料的發(fā)展需要嚴格遵循“不與人爭糧，不與糧爭地”的原則，2007年國家開始禁止發(fā)展糧食乙醇項目，將燃料乙醇生產(chǎn)轉(zhuǎn)為以薯類、甘蔗、甜高梁等1.5代生物乙醇技術(shù)上，強調(diào)以邊際性土地生產(chǎn)生物質(zhì)能源原料，以纖維素為原料的第二代乙醇生物燃料技術(shù)，已開始初步商業(yè)化。

二、我國生物質(zhì)能源技術(shù)開發(fā)的主要進展

1.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)

生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)集環(huán)保與可再生能源利用于一體,從戰(zhàn)略需求出發(fā),各國都加大投資力度進行開發(fā)利用。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)主要包括:直接燃燒發(fā)電、與煤混燃發(fā)電、氣化發(fā)電以及沼氣填埋氣發(fā)電等。大規(guī)模的生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)效率較高,但要求生物質(zhì)集中、數(shù)量巨大,因此大規(guī)模進行收集或運輸,電站運行管理成本較高。小規(guī)模直燃發(fā)電技術(shù)則效率較低。直燃發(fā)電技術(shù)在國外已進入推廣應(yīng)用階段,大部分用于林業(yè)廢棄物的處理。生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)在我國尚未形成系統(tǒng)性研究,許多問題亟待解決,如秸稈中含有較高的氯及鉀、鈉等成分,其灰熔點較低,容易在爐膛內(nèi)結(jié)渣、結(jié)焦或沉積于受熱面,嚴重影響生物質(zhì)燃燒鍋爐的換熱,甚至造成腐蝕。目前國內(nèi)在建的生物質(zhì)直燃電廠主要依靠國外引進技術(shù),關(guān)鍵設(shè)備基本是直接進口或在國內(nèi)委托生產(chǎn),既沒有自主知識產(chǎn)權(quán),設(shè)備價格也很高,電站建設(shè)成本達1.2萬元/kW,發(fā)電成本太高已成為我國秸稈直燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的主要障礙。生物質(zhì)直燃的另一種方式是生物質(zhì)和煤混合燃燒發(fā)電技術(shù),該技術(shù)規(guī)模靈活,經(jīng)濟性較好。

2.生物質(zhì)液體燃料技術(shù)

生物質(zhì)液體燃料主要包括燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)裂解油和生物質(zhì)合成燃料等。近20年來,利用甘蔗、玉米等糖和淀粉類原料制取燃料乙醇, 利用動植物油脂制取生物柴油的技術(shù)已經(jīng)逐步實現(xiàn)商業(yè)化。目前玉米乙醇、生物柴油等第一代液體生物燃料已經(jīng)逐步應(yīng)用于國內(nèi)外工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),成為石油燃料的有力補充。然而,由于玉米乙醇、生物柴油以糧食、油料種子為原料,須占用大量耕地,與國家糧食安全存在矛盾,不可能在我國進行大規(guī)模生產(chǎn),因此,近年來生物質(zhì)液體燃料的原料開始從糧食作物向非糧作物以及農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)變。美國和歐洲開始大量投入,開展以纖維素和木質(zhì)素等為原料生產(chǎn)生物質(zhì)液體燃料的技術(shù)路線和工業(yè)實踐,預(yù)計在6~10年內(nèi)將有重大突破。從資源可持續(xù)供給和取得根本性技術(shù)突破的角度看,生物質(zhì)熱解液化、生物質(zhì)氣化合成燃料具有更加寬泛的資源基礎(chǔ)和廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景,與纖維素燃料乙醇一起通稱為第二代生物質(zhì)液體燃料。我國的第二代生物質(zhì)液體燃料技術(shù)尚處于實驗研究階段,加大其研發(fā)示范力度,對盡快實現(xiàn)我國中遠期規(guī)?；娲唾Y源具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實意義。

三、制約我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題

1.資源“瓶頸”

目前，我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)面臨著極大的原料供應(yīng)問題。如，發(fā)酵原料來源單一，限制了沼氣工程的規(guī)?；?；非糧原料無法全年供應(yīng)，影響了非糧乙醇生產(chǎn)全年均衡生產(chǎn)；而陳化糧等糖類原料產(chǎn)量有限，難以支撐龐大的乙醇燃料工業(yè)體系；生物柴油也面臨缺乏適宜非糧邊際土地及相適應(yīng)植物新品種，尚無提供大量原料能力的尷尬境地。要根據(jù)技術(shù)發(fā)展分階段、分等級實現(xiàn)生物質(zhì)資源的多元化利用，近期以廢棄物綜合利用為主，中期以廢棄物和能源作物為主，遠期以能源植物或藻類資源為主，使其開發(fā)利用達到最大化。

2.產(chǎn)業(yè)模式

一是管理模式存在缺陷，缺乏科學(xué)的原料評價體系以及技術(shù)規(guī)范，生物柴油無法進入運輸燃料系統(tǒng)；二是項目模式有待改進，對小型項目配套政策沒有跟上，使其操作成本高，立項過程復(fù)雜；三是經(jīng)營模式不夠完善，民間資本難以進入，投資風(fēng)險比較高。

四、推動我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策建議

1.將生物質(zhì)能源置于保障國家能源安全的高度給予支持

生物質(zhì)對我國能源和資源供應(yīng)戰(zhàn)略安全有著重要意義，應(yīng)將其放在保障國家安全的戰(zhàn)略高度給予支持，并在政策上給予一定的傾斜。此外，建議根據(jù)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，對相關(guān)激勵政策進行完善和修改，把與能源生產(chǎn)有關(guān)的環(huán)境成本和社會成本全部考慮進去，實行全成本定價辦法，制定合理的生物質(zhì)能源產(chǎn)品價格補貼政策、強制性生物質(zhì)液體燃料收購政策、鼓勵生物質(zhì)液體燃料消費的政策。

2.著力于加強生物質(zhì)能源科技創(chuàng)新

生物質(zhì)能是我國未來可持續(xù)發(fā)展的重要可再生能源之一，產(chǎn)業(yè)化過程是長期持久的，因此，擁有相關(guān)自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)是穩(wěn)步可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。政府應(yīng)鼓勵國產(chǎn)化技術(shù)的推廣，對采用國產(chǎn)化技術(shù)的單位進行補助，調(diào)動其自主技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的積極性，建議設(shè)立專項資金支持生物質(zhì)能源的技術(shù)創(chuàng)新，從根本上奠定生物質(zhì)能源大規(guī)模替代的基礎(chǔ)工作；建立專項資金為中小型生物質(zhì)能企業(yè)提供政策性擔(dān)保，支持生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)化進程，推動分散式生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)體系的形成。

結(jié)束語

我國生物質(zhì)資源開發(fā)以有機廢棄物和利用邊際性土地種植的能源植物作為主要原料來源, 從長遠看, 能源農(nóng)業(yè)和能源林業(yè)是未來發(fā)展生物質(zhì)能源的基礎(chǔ)。生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)作為一個正在興起并富有巨大前途的新型產(chǎn)業(yè)。發(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)有利于破解能源危機，更有利于環(huán)境的保護。

參考文獻

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[2]方行明．生物能源與農(nóng)村產(chǎn)業(yè)革命[J]．中國農(nóng)村經(jīng)濟，2005．

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>> 燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀 環(huán)保生物燃料電池的研究現(xiàn)狀與前景 燃料電池的分類及應(yīng)用 燃料電池的美與距離 燃料電池現(xiàn)狀報告 燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀及前景 車用燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀分析 純電動汽車與氫燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀及前景 船用LNG燃料的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢展望 小型燃料電池的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景分析 燃料電池技術(shù)的研究現(xiàn)狀及展望 微生物燃料電池的研究及應(yīng)用 基于沼氣燃料電池和太陽能發(fā)電的微電網(wǎng)充電樁 氫氧燃料電池演示儀的開發(fā)與使用 新型燃料電池的分析與探討 綠色氫氧燃料電池實驗的設(shè)計與優(yōu)化 國外燃料電池汽車發(fā)展 燃料電池應(yīng)用優(yōu)勢概論（下） 燃料電池、純電動和混合動力電動汽車技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展 燃料電池的書寫方法 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：，2010-3-31.

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