我国生物质能源现代化应用前景展望(三)——生物质能源转化技术经济评估

秸秆、动植物油脂、微藻等生物质原料可以生产液体运输燃料,生物燃料的化学成分包括醇、酯、烃三类。燃料乙醇主要替代汽油,受到各国重视,其中纤维素乙醇技术发展较快。脂肪酸甲酯是第一代生物柴油的主要成分,价格主要受油脂原料价格的影响,由于和柴油相容性差,低温流动性不好,将逐渐被加氢生产的第二代生物柴油取代。相比醇、酯等含氧燃料,烃类生物燃料在使用性能上有很多优势。有多条技术路线可以生产烃类燃料,其中油脂加氢制喷气燃料已接近商业应用,热解油加氢可将木质生物质原料中的"木质素"组分转化为生物油,大型快速热解工厂可以和热电联产装置组成联合系统,从而提高工厂综合热效率,降低生物燃料生产成本。因此,快速热解生产汽柴油将成为主要的生物燃料生产路线。生物质与煤共气化技术通过提高气化温度,不仅可以提高生物质气化效率,减少焦油的生成,还可以解决生物质供给的季节性问题,为生物质的高效利用提供了一条新的技术途径。微藻高压液化生产柴油是最具发展潜力的第三代生物燃料技术,我国需要加强微藻养殖及加工技术攻关。     

我国生物质能源现代化应用前景展望(四)——生物质能源转化生命周期分析

生物质种类不同,转化为运输燃料的途径也是多种多样,生命周期排放的温室气体和能耗也不相同。总结对比主要生物质转化途径的全生命周期分析(LCA)结果,有助于明确需要进一步改进的技术难题和方向。生物质转化为醇类燃料时,使用E85比使用传统汽油的碳排放明显下降,纤维素生化转化途径排放的二氧化碳当量值约为传统汽油的0.2~0.7倍,热化学途径约为传统汽油的0.6~0.9倍,玉米干法为传统汽油的0.8~1倍。油脂类生物质转化为酯类燃料时,生物柴油减排温室气体的效果,动物油脂地沟油、棕榈油豆油、椰子油菜籽油。动物油脂、地沟油生产生物柴油可减排温室气体70%~90%,以植物为原料的生物柴油可减排10%~90%。生物质转化为烃类燃料时,菜籽油基喷气燃料可减排温室气体13%~55%,F-T合成油比油脂加氢具有更好的减排效果,BTL通常可减排80%以上的温室气体,CBTL的减排效果与掺入生物质的比例有关,热解汽柴油的温室气体减排率为58%~70%。对于微藻生物燃料工艺过程,在微藻产率和含油量不太低的情况下,池子系统的温室气体排放低于石油柴油。     

巴西生物燃料技术现状与发展

巴西是世界上唯一一个大比例利用可再生能源来满足能源需求的发展中国家,在一次能源消费结构中可再生能源占到总量的45%,其在生物燃料方面的政策、技术及利用值得其他发展中国家参考学习。巴西生物质资源丰富,主要可分为甘蔗、玉米等富含糖或淀粉的作物,油料作物和其他油脂,木质纤维生物质以及废弃物四大类。由于原料种类多样,相应也有多种制取技术。其中,生物乙醇主要是从糖类和淀粉类作物发酵制取;生物柴油的制取工艺主要是酯交换反应;由于生物煤油的原料来源丰富,大多数生物质都可以用来制取生物煤油,因此工艺也较为多样;木炭是通过热解来生产;而固体生物燃料利用则主要是直燃和颗粒燃料。对于糖类发酵制备乙醇这种成熟技术,巴西积极培育探索新原料;对于生物柴油和生物煤油,巴西加大力度研究酯交换反应和加氢法、气化-费托合成法,同时也不忘探索其他原料;木炭虽然是巴西的传统能源,但由于毁林率偏高,将逐步淘汰;对于固体生物燃料,巴西利用固体成型燃料来增加燃烧效率,并积极与其他国家合作,以求缓解或解决燃烧后对燃烧炉带来的不利影响。     

烃类生物燃料加工技术

正烃类生物燃料加工技术中一些技术的突破可能加快产业化进程。专家预测,以烃类为主要成分的第二代生物柴油取代以脂肪酸甲酯为主要成分的第一代生物柴油是大势所趋。有多条技术路线以生物质为原料生产的烃类燃料可与传统燃料以任意比例调配。油脂加氢异构生产可再生柴油和喷气燃料将首先实现商业化,气化、热解转化木质生物质生产可再生柴油的技术已接近商用或者处于示范阶段,热解油加氢制烃燃料和CBGTL将成为主要的生物燃料生产路线。     

第二代和第三代生物燃料发展现状及启示

第二代生物乙醇以生物质为原料,包括纤维素乙醇和纤维素生物汽油两种产品。目前已建有示范装置和/或工业装置的纤维素乙醇生产技术包括硫酸/酶水解-发酵技术、硫酸水解-发酵技术、酸水解-发酵-酯化-加氢技术、酶水解-发酵技术。业内专家认为,用酶替代硫酸水解是纤维素乙醇生产的发展方向。目前已经和准备进行示范装置试验的纤维素生物汽油生产技术包括快速热解-加氢改质技术和BioForming技术。第二代生物柴油主要以动植物油脂为原料,通过催化加氢生产非脂肪酸甲酯生物柴油,它是理想的优质柴油调合组分。生产第二代生物柴油的加氢技术包括加氢脱氧、回收丙烷和其他轻烃气体、脱水、异构化和裂化、蒸馏等5个步骤,主要有NExBTL可再生柴油生产技术、Ecofining绿色柴油生产技术、Haldor Topsoe可再生柴油生产技术、EERC可再生柴油生产技术。第三代生物燃料有两种:一种是以海藻油为原料生产乙醇、丁醇、喷气燃料和柴油,海藻培养(生长)和萃取海藻油是核心步骤,目前尚处于初期阶段;另一种是以生物质原料通过气化合成生产汽油、喷气燃料和柴油,重点是开发生物质气化技术,降低生产成本。我国应借鉴国外发展第二代和第三代生物燃料的做法,把技术开发工作做深做细做透,搞清楚原料的供应情况;目前我国生物柴油主要采用酯交换法生产脂肪酸甲酯,应考虑开发和采用加氢法生产第二代生物柴油,并努力扩大除麻风果油以外的原料来源;同时应加大海藻生物燃料和生物质气化合成生物燃料的开发力度。     

生物质合成气发酵生产乙醇技术的研究进展

20世纪70年代以来，开发低成本、可再生的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。文章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，指出了我国发展生物质合成气发酵技术的必要性和应用前景。     

微藻生物能源研究现状及展望

能源是现代社会发展的命脉,目前仍以化石燃料为主,而对化石燃料过度依赖导致的能源危机和环境问题日益突出,人类需要寻找可再生的清洁能源作为替代能源。微藻作为可持续的生物能源原料,具有巨大的发展潜力。本文综述了微藻原料获取各环节的研究现状,包括微藻育种、规模培养和采收,并重点论述了微藻生物质转化为生物能源产品的研究进展,包括生物柴油、生物乙醇、生物燃气、生物油,同时指出了微藻生物能源未来的研究方向。     

生物质制液体燃料

随着环境和能源问题的日益显著，生物质的开发和应用已引起了全世界的广泛重视。生物质资源主要包括农作物、林业作物、水生植物及城市垃圾等。将能量密度较低的生物质转化成密度高、品位高的液体燃料是合理利用生物质能的有效途径，也是本世纪最有发展潜力的技术之一。由生物质制成的液体燃料叫生物燃料（Biofuel）。生物燃料主要包括：生物酒精（Bioethanol）、生物甲醇（Biomethanol）、生物柴油（Biodiesel）和生物油（Biooil）。虽然由生物质制液体燃料起步较早，但是由于原油价格较低，而影响了该方面的研究，甚至是一度停止。但由…     

生物燃料

生物燃料泛指由生物质组成或转化的固体、液体或气体燃料。它是可再生能源开发利用的重要方向,具有良好的可贮藏性和可运输性,可提供可替代石油的液体燃料。狭义的生物燃料仅指液体生物燃料,主要包括燃料乙醇、生物柴油和航空生物燃料等。     

新一代生物柴油原料—微藻

随着能源需求的剧增,政府和企业积极开发可替代的能源资源。生物柴油现已成为国际上发展最快、应用最广的石油替代燃料。介绍了微藻作为一种新型的生物柴油原料具有来源广泛、成本低廉、清洁可再生等优点和影响微藻油脂积累的因素,展望了微藻生物柴油的发展前景,为我国生物柴油的发展提供参考。     

生物质气化制备合成气的研究

生物质可以用来替代化石燃料制备合成气，并进而合成为液体燃料。文章主要以甲醇合成为对象，简要阐述了采用热化学方法由生物质制备合成气的几个关键技术。     

我国加快微藻原料在生物燃料领域的利用

正有些专家认为,藻类作为最便宜、最容易和最环保的生产液体燃料的方式,将会使其他生物燃料原料黯然失色,不断上涨的油价使得基于藻类的生物燃料越来越具有吸引力,尤其是如果它能和生物处理的进展结合起来那就更好了。微藻种类众多,广泛分布于淡水、海水和陆地中,被认为是一种重要的生物质资源,在未来可成为一种取代传统的化石燃料的重要原料。与其他植物生物质能源相比,藻体油脂含量高,微藻生物质燃油热值高,且转化方式多样,如萃取转酯化、热     

发展生物柴油具有战略意义

针对我国石油资源有限,将长期依赖进口石油的国情,我国能源领域的著名专家指出:发展立足于本国原料,大规模生产替代液体燃料—生物柴油,对增强国家石油安全具有十分重要的战略意义。生物柴油是清洁的可再生能源。它是以大豆、油菜子等油料作物;油棕、黄连木等油料林木果实;工程微藻等水生植物,以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料,是优质的石油柴油的代用品。发展油料植物生产生物柴油,可以走出一条农林产品向工业品转化的富农强农之路,有利于调整农业结构,增加农民收入。发展生物柴油也有益于保护生态环境。生物柴油与石油柴油相…     

对我国液体生物能源产业化的反思

"十一五"和"十二五"的10年间,我国生物能源产业发展不尽人意,规划指标完成度低,除了政策方面的原因,发展战略、认识和技术路线不当也是重要影响因素。近年来纤维素乙醇一直被作为我国生物能源的"制高点",但不论国内国外,纤维素乙醇的开发均遭遇"瓶颈"。国际上液态生物燃料的研发重点已转向采用热化学法生产烃类生物燃油,且已取得若干重大突破。热化学转化法生产的烃类生物燃料全生命周期的CO_2排放量可比化石燃油减少50%~90%,同时几乎可以使用任何含木质纤维素的生物质,原料渠道极大拓宽。建议我国将研发重点转移至木质纤维素热化学转化为以生物合成柴油为主的烃类燃油上,并在政策层面上给予大力扶持。已上马和将要上马的"煤制油/气"项目,应及时将技术路线调整为"煤+生物质制油"。生物能源企业宜取合成能源-合成材料并举的经营方针。木质纤维素类生物质热化学途径的开拓,促使重新评估我国生物能源的资源潜力,当前那种片面强调"碳汇"和只注重生态效益,回避经济效益的造/营林方针是否还要坚持下去,值得商榷。可利用相当于耕地面积的边际土地种植能源林、灌、草,从而为生物能源提供雄厚的原料基础。     

生物柴油

<正>生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可替代石化柴油的可再生柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种,它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物,这些     

中国微藻生物质能源专利技术分析

大力发展微藻生物质能源是解决能源危机和环境问题的有效途径。文章从微藻资源、微藻培养系统、培养物采收技术、微藻生物柴油炼制、含油微藻综合利用等方面出发,综述了中国微藻生物质能源专利的发展现状,旨在使科研工作者更加全面地了解这一领域发展趋势,并且促进科研工作者对自主知识产权的保护意识。     

什么是生物柴油？

生物柴油是清洁的可再生能源,它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料,是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型"绿色能源",大力发展生物柴油对经济可持续发展,推进能源替代,减轻环境压力,控制城市大气污染具有重要的战略意义。     

石油炼厂加工纤维素/木质纤维素生物质原料的前景

生物质热解与生物油改质、生物质气化与合成气费-托转化工艺是正在研究开发的第二代生物燃料技术,前者利用快速热解工艺对生物质进行热解或热加氢改质生成热解油;后者用生物质直接合成或先转化为生物油后再生成合成气,合成气经改质和转化生产费-托合成烃。许多石油公司都在以纤维素/木质纤维素为原料,研究开发在石油炼厂内对生物质原料进行后续加工和应用的相关技术。在石油炼厂中引入生物质原料,其挑战是要找到源自非食用生物质或生物质废弃物的原料,而且这些原料应易于运输并易于在炼厂中进行处理,同时应尽可能使用现有的工艺和装置。虽然石油炼厂加工生物质原料尚存在一些问题,但近来开发势头十分强劲。从长远角度来看,任何能为炼厂提供原料,生命周期分析证明能减少CO2排放,并在经济上可行的技术均会在生物燃料开发竞争中成为赢家。     

能源微藻类生物质培养技术及能源物质形态构成

微藻生物能源研究已经成为全球生物质能源科技发展的趋势和热点之一。通过不断改进能源微藻类生物质培养技术,获得大量微藻生物质是微藻能源进行下游能源转化的前提条件。文章从藻细胞能源利用方式与能源微藻规模化生产角度,综述了能源微藻类生物质培养技术研究现状及藻细胞能源物质形态-细胞壁糖类与胞内油脂具体成分构成的研究进展,探讨了在实际户外规模培养中遇到的虫害问题。     

我国生物质能源替代石油发展目标

我国正在拟订生物质能源替代石油的中长期发展目标．到2020年,我国生物质能源消费量有望占到整个石油消费量的20％。这个目标主要包括：到2020年,生物液态燃料生产规模达到2000万t,其中燃料乙醇1500万t、生物柴油500万t。