生物质 乙醇技术的应用

6.2 生物质能的特点
可再生性； （1) 可再生性； （2) 低污染性； 低污染性； 生物质的硫含量、 含量低、燃烧过程中生成的SO 生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、 较少。 NOX较少。 低温室效应； （3) 低温室效应； 生物质作为燃料时，对大气的二氧化碳 二氧化碳净排放量近似 生物质作为燃料时，对大气的二氧化碳净排放量近似 于零。 广泛分布性； （4) 广泛分布性； 生物质燃料总量十分丰富。 （5) 生物质燃料总量十分丰富。 陆地每年生产1000～1250亿吨生物质；海洋年生产 每年生产1000 年生产500 陆地每年生产1000～1250亿吨生物质；海洋年生产500 吨生物质。 亿吨生物质。生物质能源的年生产量 >> 全世界年总能源 需求量，相当于目前世界总能耗的10 10倍 需求量，相当于目前世界总能耗的10倍。
风能也好，太阳能也好，它们都有一定的资 风能也好，太阳能也好，它们都有一定的资 源局限性， 源局限性，真正在目前和今后三五十年里能够进 大规模产业化开发的是生物质能源 它是最有 开发的是生物质能源， 行大规模产业化开发的是生物质能源，它是最有 潜力的 最现实的 最实用的 潜力的，最现实的，最实用的。
生物炼制—— ——工业生物催化技术 7 生物炼制——工业生物催化技术
生 物 质 能 生物炼 制 化和 生物 化和 化 品 生 生物 和生物 品 技术 生物炼制 生物炼制 生 生物
生物
包 生物工 化 工 工 制工
工
发展生物炼制的意义 将 文 发 做 类 可持续的生物炼制发展趋势是： 可持续的生物炼制发展趋势是： 生 发 明 展 物 可再生资源逐步替代不可再生资源； 替代不可再生资源 出 ★可再生资源逐步替代不可再生资源； 文 继 挥 炼 巨 明 石 的 碳水化合物的未来经济； 碳水化合物的未来经济； ★碳氢化合物的现代经济 的 未 基 制 大 社 油 生物学等新型交叉学科时代； ★物理学和化学时代 更 生物学等新型交叉学科时代； 大 来 新的基石。 化 石 作 的 正在成为人类文明社会发展的新的基石 正在成为人类文明社会发展的新的基石。 会 的 发 在 为 贡 的 工 作 展 人 农 献 繁 为 它不仅仅是未来取代石油等化石资源的主要物质生产 取代石油等化石资源的 它不仅仅是未来取代石油等化石资源的主要物质生产 用 中 类 后 荣 人 方式，也是真正实现循环经济、减少污染物排放量的最重 方式，也是真正实现循环经济、业 减少污染物排放量的最重 。 ， 要途径，并能促进能源农业和能源林业的大规模发展 大规模发展， 要途径，并能促进能源农业和能源林业的大规模发展，有
9 燃料乙醇
9.1 定义 燃料乙醇是通过对乙醇进一步脱水 是通过对乙醇进一步脱水， 燃料乙醇是ห้องสมุดไป่ตู้过对乙醇进一步脱水，再加上 适量变性剂制成。一般是指体积浓度达到99.5% 99.5%以 适量变性剂制成。一般是指体积浓度达到99.5%以 上的无水乙醇。 上的无水乙醇。
9.2 使用 燃料乙醇是一种可再生能源，可在专用的乙 燃料乙醇是一种可再生能源，可在专用的乙 醇发动机中使用 又可按一定的比例与汽油混合 中使用， 比例与汽油混合， 醇发动机中使用，又可按一定的比例与汽油混合， 在不对原汽油发动机做任何改动的前提下直接使 E10） 用。（E10）
“21世纪的化工行业规划 世纪的化工行业规划” 2020年 美国 “21世纪的化工行业规划” 2020年 生物 原材料消耗、能耗、水耗和污染均下降30 30％ 炼制核心技术 原材料消耗、能耗、水耗和污染均下降30％。
2020年 中国 2020年 1500万 减少2 个1500万t，减少2亿t。
生物能源替代25％的进口石油， 生物能源替代25％的进口石油，三 替代25
效地绿化荒山荒地，改善生态环境。 效地绿化荒山荒地，改善生态环境。
8 农作物生物炼制相关知识
8.1 定义 农作物生物炼制是以农业废弃物 农业废弃物、 农作物生物炼制是以农业废弃物、植物基淀 粉和木质纤维素材料为原料，生产各种化学品、 粉和木质纤维素材料为原料，生产各种化学品、 为原料 化学品 燃料和生物基材料的一种生物炼制过程 的一种生物炼制过程。 燃料和生物基材料的一种生物炼制过程。
3、可再生资源登上舞台
石油是工业社会发展的血液， 石油是工业社会发展的血液，一旦枯竭后怎么办 呢？肯定要找替代的能源，一个是可再生的，一个是 肯定要找替代的能源，一个是可再生的， 新能源， 新能源，目前比较现实的是可再生能源。
能源与资源安全、 能源与资源安全、 经济增长及环境质量等 经济增长及环境质量等 方面存在的威胁， 方面存在的威胁，严重 影响了中国以及世界其 它各国的可持续发展战 它各国的可持续发展战 略。
《木薯生产利用现状及福建省发展木薯产业可行性分 许泳清， 浩等，2008） 析 》（许泳清，汤 浩等，2008） 工业生物催化技术》 林章凛，曹竹安等，2003） 《工业生物催化技术》（林章凛，曹竹安等，2003） 《生物有机复混肥对木薯甘蔗产量 及土壤肥力的影 龙淑珍等，2009） 响 》（何永群 ，龙淑珍等，2009） “Industrial biocatalysis today and tomorrow”——A.Schmid, J.S.Dordick.et al. ——A.Schmid,
世界正孕育着一场用生物可再生资源代替化石资 源的资源战略大转移
6 生物质与生物质能的相关知识
6.1 定义 生物质——通过光合作用而直接或间接形成的 通过光合作用 生物质 通过光合作用而直接或间接形成的 各种有机体 包括所有的动物 植物和微生物等 有机体， 动物、 各种有机体，包括所有的动物、植物和微生物等 等。 生物质能（ 就是太 生物质能（biomass energy ）——就是太 就是 阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式， 形式贮存在生物质中的能量形式 阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式， 载体的能量 即以生物质为载体的能量。 即以生物质为载体的能量。是唯一一种可再生的 碳源。是太阳能的一种表现形式。 碳源。是太阳能的一种表现形式。
8.2
原料 玉米、甜高粱、甘蔗、甘薯、木薯、凤眼莲、 玉米、甜高粱、甘蔗、甘薯、木薯、凤眼莲、 麻风树、黄连木、文冠果、 麻风树、黄连木、文冠果、光皮树
8.3 分类 十一五”期间， 600万 “十一五”期间 我国将生产600 木质纤维素生物炼制； ①木质纤维素生物炼制； ，我国将生产600万吨生 物液态燃料，其中燃料乙醇500万 物液态燃料，其中 全作物生物炼制； 燃料乙醇500万 三化” ②全作物生物炼制； 燃料乙醇500” 吨，生物柴 “三化 100万吨 2020年 生产2000 万吨； 2000万 油100万吨；2020年，生产2000万吨生物液 绿色生物炼制； 去除， ③绿色生物炼制； 去除， 态燃料，其中燃料乙醇l500万吨。 燃料乙醇l500万 态燃料，其中燃料乙醇l500精制和分离为两部分 8.4 主要产品 ⑴ 生物质化学品，如：乙烯、乙醇、丙烯酸、琥珀酸 生物质化学品， 乙烯、乙醇、丙烯酸、 生物质材料， ⑵ 生物质材料，如：尼龙工程塑料 生物质资源， 沼气、乙醇汽油、 ⑶ 生物质资源，如：沼气、乙醇汽油、生物柴油 燃料乙醇 生物可再生原料的修饰， ⑷ 生物可再生原料的修饰，如：大豆蛋白改性纤维
1 能源的划分和利用情况
太阳能
石油 煤炭 天然气
风能 可再生能源 22﹪ ﹪
0.1% 1% 0.2% 0.2%
地热能 海洋能 水能
不可再生能源 78﹪ 78﹪
核能 生物质能
6.3%
14.4%
2 能源与环境问题
人类社会工业化后 工业化后，能源从烧柴火 柴火转到了烧煤 烧煤， 工业化后 柴火 烧煤 进而转到了烧石油 天然气 烧石油和天然气 烧石油 天然气。 推 动 人类的进步 作 用 = 社会的 煤 工业 有 限 性 破 坏 性 石油 =
5 生物质能源发展背后的“声音” 生物质能源发展背后的“声音”
“21世纪议程”、“京都议定书” ——要求世界各国在实现工 21世纪议程” 世纪议程 京都议定书” ——要求世界各国在实现工 业化过程中减少化石能源消耗和注重环境的保护，这是工业生 业化过程中减少化石能源消耗和注重环境的保护，这是工业生 物技术产业发展的重要机遇 产业发展的重要机遇。 物技术产业发展的重要机遇。
寻求新的经济发展 模式，加快以可再生资 模式，加快以可再生资 源取代化石资源的经济 重组，这既是中国 中国战略 重组，这既是中国战略 安全的需要，也符合世 安全的需要，也符合世 的发展潮流。 界的发展潮流。
2004年，中国石油进口依存度 依存度已超过40％。 依存度 ％
4 生物质能源受宠 在可再生能源中，包括风能、太阳能、 在可再生能源中，包括风能、太阳能、生物 水电、地热能、海洋能等。 能、水电、地热能、海洋能等。
2001 “Fuel ethanol after 25 years”——Alan E. years”——Alan —— Wheals, Luiz C. Basso. et al. 1999
讲解思路路线 能源利用情况及问题→ 可再生能源→ 生物质能源及相关知识→ 生物炼制→ 农作物生物炼制→ 燃料乙醇→ 非粮” “非粮”之路的选择→ 木薯产业
随着世界经济的不断发展 ，在人类社会对石 油资源的依赖性日趋强烈的当代 ，能源和环境等 问题日益突出。 问题日益突出。 首先是世界范围内石油资源的日益枯竭 是世界范围内石油资源的日益枯竭； 首先是世界范围内石油资源的日益枯竭； 其次， 其次，世界主要产 剩 油 —— 的 余 不 ； 240年 开 采 煤炭 ， 石油 50年 年 天然气 的 环境 40年 限 石油 。 0
9.4 含醇汽油的优势
减少汽油消耗量； ◆ 减少汽油消耗量； 汽油中乙醇添加量 提高汽油的辛烷值； ◆ 提高汽油的辛烷值； 15％ ≤15％时，对机动车行 增加燃料的含氧量，改善汽车尾气的质量； ◆增加燃料的含氧量，改善汽车尾气的质量； ，而 驶性能无明显影响， 驶性能无明显影响 取代四乙基铅，消除空气中铅的污染； ◆取代四乙基铅，消除空气中铅的污染； 尾气中温室气体的含量 可降低3O 3O％ 可降低3O％ 50％ 取代MTBE AQIRP的研究报告表明：使用 —50 MTBE，可避免对地下水和空气的污染； ◆取代MTBE，可避免对地下水和空气的污染； ％。 美国AQIRP的研究报告表明： 美国AQIRP的研究报告表明 降低温室效应。 ◆降低温室效应。 ,与常规汽油相比，CH 乙醇的汽油, 含6％乙醇的汽油 与常规汽油相比， 据清洁发展机制(CDM)项 据清洁发展机制(CDM)项 (CDM) 排放可降低5 ,CO排放减少21-28%， 排放减少21 排放可降低5％,CO排放减少21-28%， 目咨询机构测算，每吨生物 目咨询机构测算，每吨生物 NOx排放减少 16%， 排放减少7 NOx排放减少7-16%，有毒气体排放降低 燃料乙醇能够产生2 燃料乙醇能够产生2吨的二氧 32%。 9-32%。 化碳减排量。 化碳减排量。 要大力发展！？ 要大力发展！？