生物质能源燃料乙醇的生物炼制.ppt

生物质资源的亮点燃料乙醇的生物炼制,hcc28 2010年9月19日,参考文献,中国燃料乙醇的应用及生产技术的效益分析与评价（庄新姝，袁振宏等，2009） 我国非粮燃料乙醇生产技术进展（张敏华，吕惠生 ，2008） 世界燃料乙醇产业发展探析（王素雅，2009） 生物质燃料乙醇展望（庞业伟 ，2008） 农作物生物炼制的发展现状与展望（董绪燕 ，魏芳等，2008） 木薯生物乙醇生产的新原料（段钢，许宏贤等，2008）,木薯生产利用现状及福建省发展木薯产业可行性分析 （许泳清，汤 浩等，2008） 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 及土壤肥力的影响 （何永群 ，龙淑珍等，2009） “Industrial biocatalysis today and tomorrow”A.Schmid, J.S.Dordick.et al. 2001 “Fuel ethanol after 25 years”Alan E. 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”之路的选择 木薯产业,1 能源的划分和利用情况,不可再生能源,可再生能源,地热能,风能,太阳能,煤炭,天然气,22,78,核能,生物质能,水能,海洋能,石油,人类社会工业化后，能源从烧柴火转到了烧煤，进而转到了烧石油和天然气。 人类的进步 社会的发展 煤 炭 = 石 油 =,2 能源与环境问题,推动 作用,血液,工业,有限性,破坏性,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。 首先是世界范围内石油资源的日益枯竭；,其次，世界主要产 油地中东地区的政 治形势不稳定； 再者，以石油为原 料的燃料引起环境污染、 生态恶化 。,3、可再生资源登上舞台,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，一个是新能源，目前比较现实的是可再生能源。,能源与资源安全、经济增长及环境质量等方面存在的威胁，严重影响了中国以及世界其它各国的可持续发展战略。,寻求新的经济发展模式，加快以可再生资源取代化石资源的经济重组，这既是中国战略安全的需要，也符合世界的发展潮流。,2004年，中国石油进口依存度已超过40。,4 生物质能源受宠,在可再生能源中，包括风能、太阳能、生物能、水电、地热能、海洋能等。 风能也好，太阳能也好，它们都有一定的资源局限性，真正在目前和今后三五十年里能够进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。,5 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。 美国 “21世纪的化工行业规划” 2020年 生物炼制核心技术 原材料消耗、能耗、水耗和污染均下降30。 中国 2020年 生物能源替代25的进口石油，三个1500万t，减少2亿t。,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各种有机体，包括所有的动物、植物和微生物等等。 生物质能（biomass energy ）就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，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。,6.2 生物质能的特点,（1) 可再生性； （2) 低污染性； 生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少。 （3) 低温室效应； 生物质作为燃料时，对大气的二氧化碳净排放量近似于零。 （4) 广泛分布性； （5) 生物质燃料总量十分丰富。 陆地每年生产10001250亿吨生物质；海洋年生产500亿吨生物质。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倍。,7 生物炼制工业生物催化技术,生物质,生物质能,生物炼制,生物炼制就是 以可再生的生物质 资源为原料，对原 料进行生物转化和 化学品合成，生产 生物能源和生物基 产品的综合技术过 程。,其中主要包括生物工程、化学工程、酶工程、分离工程及过程控制工程等。,发展生物炼制的意义,可持续的生物炼制发展趋势是： 可再生资源逐步替代不可再生资源； 碳氢化合物的现代经济 碳水化合物的未来经济； 物理学和化学时代 生物学等新型交叉学科时代； 正在成为人类文明社会发展的新的基石。 它不仅仅是未来取代石油等化石资源的主要物质生产方式，也是真正实现循环经济、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，有效地绿化荒山荒地，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、植物基淀粉和木质纤维素材料为原料，生产各种化学品、燃料和生物基材料的一种生物炼制过程。 8.2 原料 玉米、甜高粱、甘蔗、甘薯、木薯、凤眼莲、麻风树、黄连木、文冠果、光皮树,8.3 分类 木质纤维素生物炼制； 全作物生物炼制； “三化” 绿色生物炼制； 去除，精制和分离为两部分 8.4 主要产品 生物质化学品，如：乙烯、乙醇、丙烯酸、琥珀酸 生物质材料，如：尼龙工程塑料 生物质资源，如：沼气、乙醇汽油、生物柴油 生物可再生原料的修饰，如：大豆蛋白改性纤维,“十一五”期间，我国将生产600万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇500万吨，生物柴油100万吨；2020年，生产2000万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇l500万吨。,燃料乙醇,9 燃料乙醇,9.1 定义 燃料乙醇是通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%以上的无水乙醇。 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用。（E10）,9.3 国际国内情况,生物质燃料乙醇是目前世界上生产规模最大的生物质能源，联合国工业发展组织曾在维也纳乙醇专题讨论会上提出：“乙醇应该被当作燃料和化工原料永久的和可供选择的来源” 燃料乙醇已经被视为替代和节约汽油的最佳燃料，其高效的转换技术和洁净利用日益受到全世界的重视，已经被广泛认为是21世纪发展循环经济的有效途径。 我国是世界第三大燃料乙醇生产国。 2006年国际生物燃料北京会议计划到“十一五”末，我国要使乙醇汽油消费量占全国汽油消费量的比例由现在2O上升到5O以上。,9.4 含醇汽油的优势, 减少汽油消耗量； 提高汽油的辛烷值； 增加燃料的含氧量，改善汽车尾气的质量； 取代四乙基铅，消除空气中铅的污染； 取代MTBE，可避免对地下水和空气的污染； 降低温室效应。 要大力发展！？,汽油中乙醇添加量15时，对机动车行驶性能无明显影响，而尾气中温室气体的含量可降低3O50。,美国AQIRP的研究报告表明：使用含6乙醇的汽油,与常规汽油相比，CH排放可降低5,CO排放减少21-28%，NOx排放减少7-16%，有毒气体排放降低9-32%。,据清洁发展机制(CDM)项目咨询机构测算，每吨生物燃料乙醇能够产生2吨的二氧化碳减排量。,11 燃料乙醇要走非粮之路, 7年前国家启动并鼓励用陈化粮加工燃料乙醇。 一些地区存在着产业过热倾向和盲目发展势头。 中国人均耕地面积已降至1.39亩不足世界平均水平的40，粮食安全至关重要。 “中国生物燃料乙醇产业化发展战略研讨会”坚持三个“不得”的原则。 石元春院士针对我国国情提出的原则是：中国燃料乙醇的发展，就是要“试之粮，发之非粮”。 非粮之路如何走？,“十一五”期间，国家将在保持原有玉米区域的 基础上，优先支持以薯类和甜高粱及纤维素资源等非 粮原料种植基地的发展。形成以木薯等非粮原料为主 ，以玉米为补充和调剂的原料结构。,12 木薯非粮之路的先锋,木薯己成为世界公认的综合利用价值极高的经济作物和重要的工业原料。 以木薯为原料制成的燃料乙醇，被称为可替代汽油的环保型“绿色汽油”，是最经济可行的生物质能源。 生产木薯基本上不与粮食争地，据初步估算， 仅种植木薯一项就可以满足全国推广1O乙醇汽油的需要。以木薯为原料生产燃料乙醇将是我国主要的发展方向之一。,作为我国第一个非粮燃料乙醇试点项目中粮生物质能源有限公司年产20万吨木薯燃料乙醇于2007年在广西落户。,木薯是世界三大薯类作物(马铃薯、甘薯、木 薯)之一，也是全球年产亿吨以上的七大作物之一。 中国木薯产业发展具有三个明显的特点： 一、种植区域高度集中。全国木薯生产量的90集中在广东和广西，已初步形成了产业的优势布局。 二、种植技术比较先进。目前，木薯生产已经初步实现了种植良种化、丰产栽培标准化和加工专业化。 三、形成了一定规模的加工能力。,木薯种植具有的优势,1 适应性强、生物产量高； 2 经济系数高； 3 管理简单、方便； 4 “不争粮，不争(食)油，不争糖”，充分利用边 际性土地 我国有荒草地739亿亩、盐碱地153亿亩，总量占耕地面积的一半。 5 可与其他作物混种 。,以木薯为原料生产燃料乙醇是一条资源消耗低、综合利用率高、环境污染少、经济效益好的可持续健康发展道路，在促进农业和农村发展，提高农民收入方面具有显著的社会效益。,特别介绍：好好芭,英文：Jojoba ，西蒙得木科 的唯一种,好好芭被发展成为新兴种子油料作物，其种子含油量高达5