生物能源研究现状与发展态势课件

1、生物能源研究现状与发展态势Status and Trend of Biological Energy生物能源研究现状与发展态势开发生物能源的必要性Why Biological Energy生物能源研究现状与发展态势 按照目前已经探明的化石能源储量以及开采速度来计算，全球石油剩余可开采年限仅有41年；天然气剩余可开采年限62年；煤炭剩余可开采年限230年。原油 41 年天然气 62 年煤炭 230 年生物能源研究现状与发展态势依赖化石资源的工业文明只是人类文明历史的一幕人类走向生物质经济时代是一种历史的回归，是人类走向可持续发展的进步和必然生物质循环经济推动下的 可持续发展社会生物能源研究现状与

2、发展态势生物质能源形式生物燃料Biofuel乙醇生物气生物柴油利用生物质规模化制取可再生能源氢气、酒精和生物柴油等，可以填补能源供应总缺口， 保障国家能源安全，减少环境污染，创造和谐的社会，具有巨大的经济、环境和社会效益。生物能源研究现状与发展态势木质纤维素生物质能源化与资源化的系统工艺流程生物质糖化液燃料酒精残液沼气回用水木质素 和残渣有机肥生物絮凝剂燃烧为系统提供热源H2糖化发酵生物制氢生产 乙醇生产生物絮凝剂厌氧产甲烷菌废水深度处理补充水生物能源研究现状与发展态势根据新能源和可再生能源发展纲要，制定了中国新能源和可再生能源发展优先项目。技术先进并基本成熟，具有广阔的市场和需求，但整个系统

3、尚不完善，需要进行必要的工业性试验和示范的技术和系统；技术上已有一定的基础，市场前景亦好，但某些关键性技术尚未解决，需要继续攻关研究；前技术虽然不成熟，甚至尚处于试验室研究阶段，但具有潜在的市场前景，或为了跟踪世界先进科技动态而必须进行研究的技术。生物能源研究现状与发展态势发酵法生物制氢Fermentative H2 Production生物能源研究现状与发展态势以生物质为资源，利用生物技术生产清洁的、可再生的氢能源，符合循环经济和可持续发展战略。保障国家能源安全，补充能源的不足作为可再生氢能源,原料来源丰富降低矿物燃料消耗，减少环境污染生物制氢的战略意义生物能源研究现状与发展态势 美国：国会

4、氢能法案及DOE的氢能计划 2003年布什宣布增拨12亿美元用于 国会批准总额为30亿美元的氢能计划 日本：2002年，“WE-NET”计划完成 2003年，“发展氢能安全使用及基础设施的研究计划” 欧盟：关于氢能“Framework”计划中的投入也呈上升趋势 各国均在大力推进各自的氢能研究 冰岛、丹麦等北欧国家已开始筹建国家氢能系统国际发展趋势 目标：使氢能成为广泛使用的洁净燃料或能源载体生物能源研究现状与发展态势光解制氢法Photosynthetically绿藻(green algae)蓝细菌(blue-green algae)、光合细菌(photo-synthetic bacteria)

5、生物制氢方法之一生物能源研究现状与发展态势绿藻的光解作用产氢 氢化酶2H+ + 2e H2 绿藻中存在氢酶, 可以利用光能产生氢气。整个途径包括水裂解和释氧的光系统II ( PS II) 和生成还原剂用来CO2 还原的光系统I ( PS I) 。在光合系统的第二个阶段(PS II) ,氧化侧从水中获得电子并产生氧气,电子经过一系列光驱动下的生化反应,电子的能量得到升级,最终到达第一阶段(PS ) 的还原侧并传递给氢酶,由氢酶传递给氢离子从而产生出氢气。生物能源研究现状与发展态势蓝细菌和光合细菌光解作用产氢 固氮酶N2+8H+8e-+能量 2NH3 + H2 固氮酶是光营养细菌产氢的关键酶。在有

6、氮气存在的条件下，它催化分子氮还原为氨同时释放出少量氢气。生物能源研究现状与发展态势细菌发酵制氢法 发酵产氢微生物可以在发酵过程中分解有机物产生氢气,它包括梭菌属( Clost ridium ) 、脱硫弧菌属( Desulf ovibrio) 、埃希氏菌属( Escherichia) 、丁酸芽孢杆菌属( Trdiumbut y ricum) 等。生物制氢方法之二生物能源研究现状与发展态势发酵法生物产氢 H2 理论产量C6H12O6 + 2H2O 2CH3COOH + 2CO2+ 4H2理论上每摩尔葡萄糖可产氢4摩尔生物能源研究现状与发展态势发酵产氢过程的三种基本途径丁酸型发酵、混合酸发酵、NA

7、DH途径生物能源研究现状与发展态势(1)丁酸型发酵产氢途径: 专性厌氧的细菌类群,如梭状芽孢杆菌属等。其主要末端产物有:丁酸、乙酸、CO2 和H2。 葡萄糖经EMP途径生成丙酮酸。丙酮酸首先在丙酮酸脱氢酶的作用下脱羧,形成羟乙基与硫胺素焦磷酸酶的复合物,该复合物将电子转移给还原态的铁氧化还原蛋白( Fd) ,然后在氢化酶的作用下被重新氧化成氧化态的铁氧化还原蛋白(Fdox) , 产生分子氢。生物能源研究现状与发展态势TPPECH3COSCoAHSCoA丙酮酸脱氢酶CH3COCOOHCO22Fe2+8FeFd2Fe3+氢化酶2H+H2CH3COH TPPE2eTPP-E：含硫胺素焦磷酸的氧化还原

8、酶生物能源研究现状与发展态势（2） 混合酸发酵产氢途径 由EMP途径产生的丙酮酸脱羧后形成甲酸和乙酰基,然后甲酸裂解生成CO2 和H2。该产氢过程由甲酸氢解酶( FHL)系统催化进行。FHL系统含有甲酸脱氢酶和氢化酶组分, 通过铁氧化还原蛋白酶和氢化酶作用分解为CO2 和H2。 典型微生物主要有: 埃希氏菌属和志贺氏菌属等。主要末端产物有:乳酸(或乙醇) 、乙酸、CO2 、H2 和甲酸等。 其总反应方程式可以用下式来表示:C6 H12O6 + H2O CH3 COOH + C2 H5OH + 2H2 + 2CO2生物能源研究现状与发展态势Fd：铁氧还蛋白酶 2eHCOOH2H+2Fe2+Fd2

9、Fe3+氢化酶H2CO2CH3COCOOH丙酮酸-甲酸裂解酶CH3COSCoAHSCOA生物能源研究现状与发展态势（3）NADH (二核苷酸腺嘌呤尼克酰胺)途径丁酸型发酵和混合酸发酵是两种直接产氢途径,而NADH /NAD+则是一种平衡调节途径。在微生物的新陈代谢过程中,经EMP途径产生的NADH 和H+ 一般均可通过与丙酸、丁酸、乙醇或乳酸等发酵相耦联而得以再生, 从而保证NADH /NAD+平衡。但当NADH和H+的再生相对于其形成较慢时,会产生NADH与H+ 的积累。对此,生物有机体必须采取其他调控机制,如在氢化酶的作用下,通过释放分子氢以使NADH与H+再生。反应方程式如下:NADH

10、+ H+ H2 + NAD+生物能源研究现状与发展态势发酵产氢的3种技术 即非固定化的纯菌种(自絮凝技术) 、固定化的纯菌种、非固定化的混合菌种(活性污泥) 。生物能源研究现状与发展态势非固定化的纯菌种(自絮凝技术) 由于采用非固定化的纯菌种产氢技术细胞持有量较低,很难保证反应器中拥有高浓度的产氢细菌和保证产氢细菌产氢能力的最大发挥,所以很难实现生物反应器的实际运行。因此,人们对这方面的研究较少,大多是把这方面的技术用来与固定化的纯菌种发酵产氢进行比较。生物能源研究现状与发展态势固定化的纯菌种 为了提高生物制氢反应器的产氢效率,就要保证充分发挥生物制氢反应器效能,即保证反应器中拥有高浓度的产氢

11、细菌和保证产氢细菌产氢能力的最大发挥。目前,国际上主要采取固定化技术来实现这一目的。固定化细胞具有耐低pH,持续产氢时间长,抑制氧气扩散速率和防止产氢细菌细胞流失，单位反应器的比产氢率和运行稳定性有很大提高的优点。但是,由于固定化载体在反应器中占有相当大的空间,限制了产氢细菌浓度在反应器中的提高,从而也妨碍了生物制氢反应器产氢效能的发挥。生物能源研究现状与发展态势非固定化的混合菌种(活性污泥) 为了解决固定化带来的限制和克服纯菌种为生物制氢技术工业化的操作和管理带来的困难,有些学者提出了生物制氢反应器的混合菌种非固定化制氢技术,即通过对生物制氢优势菌群限制因子的控制和人工驯化的手段,在反应器中

12、形成产氢稳定的乙醇型发酵菌群,使反应器中菌体细胞的浓度达到较高的水平。生物能源研究现状与发展态势 目前以葡萄糖,污水,纤维素为底物并不断改进操作条件和工艺流程的研究较多。国内研究也取得了一些进展。任南琪等1990年就开始开展生物制氢技术的研究,后来提出了以厌氧活性污泥为氢气原料的有机废水发酵法制氢技术。该技术突破了生物制氢技术必须采用纯菌种和固定技术的局限,开创了利用非固定化菌种生产氢气的新途径,并首次实现了中试规模生产持续产氢。生物能源研究现状与发展态势中试研究设备与现场生物能源研究现状与发展态势建设中的生物制氢示范基地氢气储罐主楼生物能源研究现状与发展态势燃料电池生物制氢车间中央控制氢气储

13、罐制氢设备生物能源研究现状与发展态势 最大比产氢能力 细菌的种属 菌种代号 mmol/g-Drycellh 研究者 产气肠杆菌 E.82005 17.0 Tanisho, S.(Enterobacter aerogenes) 梭菌属 No.2 20.3 Taguchi, F. (Clostridium sp.) 拜氏梭菌 AM21B 21.25 Taguchi, F. (Clostridium beijerinckii) 巴氏梭菌 1.2 James, D. (Clostridium pasteurianum) 弗氏柠檬酸杆菌 2.5 James, D. (Citrobacter interm

14、edius) 丁酸梭菌 7.0 Tanisho, S. (Clostridium butyricum) 阴沟肠杆菌 IIT-BT08 29.63 Kumar, N.(Enterobacter cloacae)国外几种发酵产氢细菌的产氢能力比较 生物能源研究现状与发展态势面临的问题、机遇与挑战关键问题: 提高产氢能力，利用廉价原料，降低制氢成本，适应商业化需求菌种改良，建立高效产氢菌群高效连续流反应器基于代谢工程的高产氢收率的生化途径开发廉价原料生物能源研究现状与发展态势方案一：理想的生物产氢机理(代谢工程)TPP-E：含硫胺素焦磷酸的氧化还原酶Fd：铁氧还蛋白酶实现1mol葡萄糖产生6mol氢

15、气 CH3COCOOHCHOOHTPP-EHSCoACH3COH TPP-ECH3COSCoA2Fe2+8FeFd2Fe3+氢化酶2H+CO22Fe2+2Fe3+氢化酶2eFd2H+H2H22e改良的脱氢酶系生物能源研究现状与发展态势方案二：生物发酵法与光解法耦联分体耦联底物梯级利用一体耦联互生关系原理：发酵法生物制氢残液(有机酸和醇)作为光解法生物制氢的供氢体生物能源研究现状与发展态势生物燃料电池 是一类特殊的电池, 以自然界的微生物或酶为催化剂, 直接将燃料中的化学能转化为电能。生物能源研究现状与发展态势生物燃料电池的分类分 类特 征按催化剂分类微生物燃料电池利用微生物整体作为催化剂酶燃料

16、电池直接利用酶作催化剂针对电池阳极区使用生物催化剂按电子转移方式分直接燃料电池指燃料直接在电极上氧化，电子直接由燃料转移到电极间接燃料电池燃料不在电极上氧化，在别处氧化后电子通过某种途径传递到电极上来特殊间接燃料电池利用生物制氢提供 “燃料”生物能源研究现状与发展态势时间研究内容1911年英国Potter用酵母和大肠杆菌进行实验发现利用微生物可以产生电流，从此国际上开始研究MFCs1950年后美国开发一种用于空间飞行器中以宇航员生活废物为原料的MFCs，但研究多为间接MFCs，即先利用发酵产生氢气等燃料物质，再通入燃料电池发电19601970年直接MFCs研究成为主导。热点之一是开发可植入人体

17、、作为心脏起搏器或人工心脏等人造器官电源的MFCs1980年后氧化还原介体的应用提高了MFCs的输出功率，促使国际上再度兴起MFCs研究1990年初我国开始研究MFCs2000年后国际上MFCs研究成为热点：包括电子传递机理、电极新材料开发、生物催化剂固定化技术以及废水处理等方面的应用尝试微生物燃料电池（Microbial Fuel Cells ，MFCs)的研究沿革生物能源研究现状与发展态势阳极池中，燃料(葡萄糖等)在微生物整体作为催化剂的作用下被氧化，产生的电子通过外电路到达阴极，质子通过质子交换膜到达阴极。阴极池中，处于氧化态的物质得到电子被还原。 MFCs的基本原理生物能源研究现状与发

18、展态势能量转化效率高由于MFCs不受卡诺热机效率的限制，在理论上具有很高的能量转化效率原料广泛可以直接利用有机物、无机物作为燃料，甚至可直接利用污水等操作条件温和一般是在常温、常压、接近中性的环境中工作，这使得电池维护成本低、安全性强生物相容性好利用人体内的葡萄糖和氧为原料的生物燃料电池可以直接植入人体，作为心脏起搏器等人造器官的电源MFCs的特点生物能源研究现状与发展态势一个微生物燃料电池的简单结构隔层布隔层布阳离子交换膜氯丁橡胶垫圈碳素纤维电极终端MFCs研究现状生物能源研究现状与发展态势Proteins vulgaris大肠埃希氏菌属(Escherichia coli)假单胞菌(pseu

19、domonas species)土杆菌属(Geobacter)泥弧菌属(Geovibrio)希瓦菌属(Shewanella)某些硫酸盐还原菌(Desulfovibrio desulfuricans)还原脱硫光敏斑菌(Desulfotomacum reducens)采用的主要菌种生物能源研究现状与发展态势Delaney等选择不同介体-菌种组合，发现好的介体可明显改善了电池的电流输出曲线，其中硫堇PVulgaris葡萄糖组合的性能最佳，库仑产率（实际电流量与燃料消耗的理论电流量之比）高达62%。Lithgow等通过不同介体的比较，发现介体分子亲水性基团越多，输出功率越大。 介体种类的选择生物能源研

20、究现状与发展态势 马萨诸塞州立大学Derek R. Lovley等从河底沉积物中分离出Geobacter metallireducens（金属还原地杆菌 ），是发现的第一种能将有机物氧化成CO2，同时以铁氧化物为电子受体的微生物一种全新的具有电化学活性的微生物。纯菌种培养的MFCs生物能源研究现状与发展态势2005年6月，Lovley等在Nature上发表的一篇文章中阐述了Geobacter sulfurreducens的新的导电机理。它们也是导电性很强的生物纳米导线。这一发现提出了生物电子转移的新机制，让我们看到了批量生产适合纳米电子装置的蛋白纳米导线的前景。2002年, Lovley等将兼

21、性菌Geobacter sulfurreducens接种于MFCs阳极。第一次证明了附着在阳极表面的微生物可以单独产生电能，并能将羧酸盐底物降解至10M以下。阳极附着G. sulfurreducens 的SEM照片 生物能源研究现状与发展态势宾夕法尼亚大学Bruce E. Logan课题组致力于混合菌种的MFCs研究。他们设计了单室微生物燃料电池用于处理污水。 混合菌种培养的MFCs生物能源研究现状与发展态势Bruce E. Logan等人比较了混合菌种培养的MFCs和纯菌种G. metallireducens培养的MFCs。采用相同的反应器，纯菌种MFCs电能密度3740mW/m2，混合菌种

22、MFCs电能密度38mW/m2，在产电量方面基本上无差异。纯菌种与混合菌种MFCs比较生物能源研究现状与发展态势 利用不同的燃料处理废水时，当HRT为1.1h，产生能量为72 mW/m2，COD去除率为42%；当HRT延长到4.0h时，COD去除率增加到79%，平均能量为43 mW/m2。若分别以葡糖糖、乙酸盐、丁酸盐、葡聚糖、淀粉为燃料，COD浓度为1000mg/L，则产生能量分别为212、286、220、150和242 mW/m2。 生物能源研究现状与发展态势在发酵过程中，细菌只能将有机物不完全地分解，除产生少量氢外，还有乙酸和乳酸等，这称为“发酵障碍”。Logan等人发现，在反应中给细菌

23、加上0.25伏的电“刺激”，能克服“发酵障碍”，使细菌将反应进行到底。 MFCs发酵产氢强化措施生物能源研究现状与发展态势电子传导屏蔽问题 制约MFCs输出功率密度的最大因素是电子传递过程 !按照Marcus和Sutin提出的理论，电子转移速率由电势差、重组能和电子供体与受体之间的距离决定。理论和实验均表明，随传递距离的增加，电子转移速率呈指数下降。 MFCs的关键问题生物能源研究现状与发展态势解决的措施采用酶法，对酶的外壳进行修饰，再将其固定到电极表面从而实现电子的直接传递 直接用导电聚合物固定酶，从而大大缩短电子传递的距离，实现电子的直接传递 采用纳米粒子等修饰电极表面，利用尺寸效应、表面

24、效应等特性来实现直接的、快速的电子传递 生物能源研究现状与发展态势介体包裹在微生物细胞外，无法形成有效的电子传递。 介体问题提高电子传递效率 将微生物固定于电极表面利用纳米粒子的尺寸效应、表面效应等的特性，实现直接的、快速的电子传递 生物能源研究现状与发展态势微生物在多种底物存在下可更好地繁殖、生长。因此，提供复合底物有可能使生物燃料电池达到更大的功率为了提高介体的氧化还原反应的速率，可将两种介体适当混合形成复合介体，以期达到更佳的效果 采用复合营养物质和复合介体生物能源研究现状与发展态势开发和利用新菌种生物燃料电池中有效和高效的菌种是关键所在！特殊菌类本身具有传递电子的功能 研究无介体微生物

25、燃料电池会提供突破点 微观上探索分析生物导电和产电机理机制 提高MFCs效率提供新途径 指导新生物材料的合成和利用 生物能源研究现状与发展态势航空航天大规模 发电和家用电源 废水、生物质（秸秆、生活垃圾、粪便等）处理宇航员粪便解决能 源问题，发展可替代能源特殊领 域的相关问题未来MFCs的应用领域生物能源研究现状与发展态势由于酶与介体的共同固定相对更容易，相对而言，直接使用酶修饰电极的生物燃料电池发展较快。常用的酶有胆红素氧化酶、葡萄糖氧化酶、漆酶等。能够在酶燃料电池中作为催化剂的酶主要是脱氢酶和氧化酶。甲醇和葡萄糖是最常见的两种原料。酶燃料电池研究生物能源研究现状与发展态势生物燃料乙醇Bio

26、-fuel Ethanol生物能源研究现状与发展态势举措与发展状况美国 20世纪70年代末，迫于石油危机，联邦政府制定了“乙醇发展计划”，开始大力推广车用乙醇汽油。 1999年8月，克林顿政府宣布实施以农作物取代化石燃料的长期计划，到2010年，生物质能源的利用增长2倍。 日本 日本环境省的温室效应对策技术核心研讨会提议，国内的汽油汽车使用掺加酒精含量为10的混合燃料。另外,环境省计划于2003年推出试用车，2008年在日本普及。 巴西 1975年推行车用乙醇汽油计划。1991年巴西政府再次颁布有关法令，规定在全国所有加油站的汽油中必须添加20-24%的无水酒精。 欧共体 积极发展车用乙醇汽油

27、最直接的原因是解决农产品过剩问题。目前，在税收优惠政策的支持下，车用乙醇汽油的使用呈上升趋势。 一些国家的政策和举措生物能源研究现状与发展态势研究的历史沿革1898年德国采用酸水解工艺从木头中得到了糖，并进行微生物发酵获得酒精，这是最早期的生物质制酒精工艺。二战 期间发现里氏木霉可以产生纤维素酶，从此开始利用酶进行生物质转化制取燃料乙醇的方法诞生。1950- 1970水解与发酵分段法(Separate Hydrolysis and Fermentation, SHF)占主导1970- 2000开发同时糖化和发酵工艺（Simultaneous Saccharfication and Fermen

28、tation, separate pentose fermentation，SSF）2000- 至今开发出同时糖化和共发酵工艺(Simultaneous Saccharification and Co-Fermentation, SSCF）未来 趋势生物质直接转化乙醇的一体化生物法(Consolidated Bio-Processing，CBP)，即生物质的水解和发酵是由同一种菌生物能源研究现状与发展态势 植物的纤维素和半纤维素可作为乙醇发酵的原料。转化过程如图所示：生物能源研究现状与发展态势研究存在的问题方面存在的问题水解酶目前使用的纤维素酶都是由真菌产生的。今后将着眼于厌氧分解菌，由于这些

29、细菌一般不分泌胞外酶，产能低，多数对结晶纤维素没活性。糖化和发酵温度协调在纤维素酶糖化过程中，纤维素酶最适温度在 50左右，而酵母发酵控制温度在 37-40。如何使这两个过程的温度尽可能协调一致。 固态发酵技术固态发酵是使微生物在没有或几乎无游离水的固体培养基上生长代谢的过程，固态基质上水分以吸附水的形式存在。它的发酵过程中无需严格的消毒，无需消耗大量能量分离提纯产品并且产率很高。由于基质中水分很少，所以会大大降低染菌的机率。但是，固态发酵也有不足之处，发酵过程会产生大量的代谢热。生物能源研究现状与发展态势方面存在的问题酸水解稀酸水解，糖的转化率只能达到50%，其水解过程中产生一种络合物，是大

30、多数微生物的抑制剂。浓酸水解，约有 90%的纤维素和半纤维素转化的糖被回收，但是浓酸水解中的酸难以回收。 同时糖化发酵同时糖化法的优点是显而易见的，但同时也有明显的限制因素，一是木糖的抑制作用，二是糖化和发酵时的最适温度不协调，三是酒精的抑制作用。木糖的转化将木糖及时转化为酒精，对高效率的酒精发酵是非常重要的。木糖的存在对纤维素酶水解纤维素有抑制作用，当木糖浓度达到5%时，木糖对纤维素酶的抑制可以达到10%。 生物能源研究现状与发展态势发展趋势及热点 目前，以纤维素原料制取燃料酒精的研究热点是一体化生物工艺(Consolidated Bio-Processing, CBP,固定化酶糖化发酵法)

31、，即生物质的水解和发酵是由一种菌完成的。在酶水解方法中，酶的成本太高，而CBP的优点是不必生产纤维素酶，从而大大降低了生产成本。生物能源研究现状与发展态势 然而，CBP目前仍不成熟，因为仍没有找到既可以产高活性的纤维素酶又可以发酵高浓度酒精的菌株。 ？生物能源研究现状与发展态势 针对野生型纤维素降解菌株进行改造策略经典的微生物发酵产乙醇代谢路径图基于代谢工程方法：如采用基因敲除(geneout)，阻断有害代谢产物的生成途径利用乙醇等刺激因子进行耐受诱导：添加小剂量的乙醇，可以适当增强菌株在大量发酵时对乙醇的耐受性构建重组基因工程菌：扩大重组菌的底物利用范围，提高糖的利用率：引入戊糖代谢途径；将

32、高效的产乙醇关键酶引入能代谢混合糖但乙醇产量低的菌种生物能源研究现状与发展态势 针对无纤维素降解性能的乙醇发酵菌株的 工程菌构建改造策略在细菌中异源表达纤维素酶在运动发酵单胞菌中异源表达纤维素酶在肠道细菌中异源表达纤维素酶在真菌中异源表达纤维素酶在酿酒酵母中异源表达纤维素酶生物能源研究现状与发展态势我国需求与应用前景生产燃料乙醇的原料丰富：甘蔗、木薯、玉米等。国家可再生能源中长期发展规划中，对生物质液体燃料的开发利用非常重视。在发展初期(2005-2015)，可在产粮大省利用剩余陈粮等，采用成熟乙醇发酵技术建设大型燃料乙醇生产厂，推广乙醇汽油燃料；第二阶段(2015-2020)，待能源植物资源

33、得到发展，新的技术和工艺成熟以后，可在前期建设的基础上实现工艺和原料的转移。 生物能源研究现状与发展态势生物柴油Biodiesel生物能源研究现状与发展态势生物柴油是一种以植物油、动物脂肪为主要原料，性质和普通柴油十分相似的燃油 生物柴油的优点来源于生物质，可再生燃烧后产生的CO2、CO及有毒物质含量低，不含硫，不产生SOx污染问题 本身无毒、无害，能自行分解闪点较高，运输和存储安全生物柴油概述生物能源研究现状与发展态势1900年巴黎博览会上第一次展示的发动机采用椰子油作为燃料美国密苏里工程大会报告中指出, “用菜籽油作发动机燃料在今天看起来并没有太大意义，但将来会成为和石油及煤一样重要的燃料

34、”美国科学家Graham Quick首先将亚麻子油的甲酯用于发动机，燃烧了1000h。并将以可再生的脂肪酸单酯定义为生物柴油(Biodiesel)美国和德国等国的科学家研究了采用脂肪酸甲酯或乙酯代替柴油作燃料，代替柴油燃烧主要发展历程生物能源研究现状与发展态势生物柴油主要成分为脂肪酸甲酯，通过植物油(棉籽油、棕榈油、椰子油、菜籽油、野生植物油以及海藻等)与甲醇进行酯交换反应制得。酯交换法反应机理 CH2OCOR1 CH2OCOR3CH2OCOR2+3CH3OH CH2OH CH2OH +CH2OH催化剂 CH3OCOR1 CH3OCOR3 CH3OCOR2生物柴油的制备原理生物能源研究现状与发展态势Jon Van