定 價：98 元
叢書名：生命科學(xué)前沿及應(yīng)用生物技術(shù)
- 作者：張海清，張振乾，張志飛等編著
- 出版時間：2016/6/1
- ISBN：9787030489050
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：TK6
- 頁碼：276
- 紙張：膠紙版
- 版次：1
- 開本：16K
本書介紹了國內(nèi)外生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況、能源植物、沼氣、生物質(zhì)氣、生物乙醇和生物柴油等方面的生產(chǎn)技術(shù)、發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景等方面的研究情況。本書適合作為農(nóng)林專業(yè)本科生教材及農(nóng)村能源、生物能源和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面研究的參考書。
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進入21世紀，能源短缺、環(huán)境惡化兩個危機同步展現(xiàn)在人類面前。在地球上發(fā)現(xiàn)煤炭、石油以來不到200年的時間內(nèi)，人類競將礦物能源資源幾近揮霍一空。據(jù)專家估計，全球煤炭只可以再利用80～100年，石油只可以再利用20～30年。另外，礦物能源的無節(jié)制使用，引起了日益嚴重的環(huán)境問題，如全球氣溫變暖、損害臭氧層、破壞生態(tài)圈碳平衡、釋放有害物質(zhì)、引起酸雨等自然災(zāi)害。更為嚴重的是，當(dāng)前人類對石油、煤炭等化石能源的需求，已經(jīng)到了非常依賴的程度。需要人們警惕的是，石油不僅僅是一種能源，還是重要的化工原料，高油價向下游傳導(dǎo)，農(nóng)機柴油、化肥、農(nóng)膜等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價格也隨之上漲，增加了糧食的生產(chǎn)成本，導(dǎo)致食品類物價上漲，造成今天的結(jié)構(gòu)性物價上漲。然而，國際能源市場充滿了不穩(wěn)定因素，如中東局勢造成的油價波動就會影響石油的供給，進而給經(jīng)濟社會帶來很大的沖擊，對國家安全構(gòu)成相當(dāng)大的威脅。
應(yīng)對能源短缺、環(huán)境惡化的危機，各國科學(xué)家都在努力研究，積極尋找、開發(fā)利用新的、清潔的、可持續(xù)的替代能源。發(fā)達國家在近10多年來非常關(guān)注以新技術(shù)開發(fā)利用生物質(zhì)能源。通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和裝置可以高效地將生物質(zhì)轉(zhuǎn)換為氣體燃料、液體燃料和電力，可直接替代煤炭、石油和天然氣等礦物燃料。有人預(yù)言，到2050年，生物質(zhì)能源有可能提供世界60%的電力和40%的液體燃料，使全球CO2排放量減少54億t碳。我國能源97％仰賴進口，因此，化石燃料的枯竭問題與主要能源產(chǎn)地的動蕩都沖擊我國的能源情勢，使我國能源的使用安全與成本受到挑戰(zhàn)，而化石能源使用產(chǎn)生污染等問題所造成的外部社會成本也越來越必須去面對。在中國的能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭消費量占一次能源消費總量的近70％。據(jù)統(tǒng)計，全國S02排放總量的90%是由燃煤造成的，S02污染已成為主要大氣污染源，致使中國1／3國土成為酸雨區(qū)。要真正實現(xiàn)節(jié)能、降耗、減污，必須盡快改變中國的燃料結(jié)構(gòu)。
生物質(zhì)能又稱“綠色能源”，是指通過植物的光合作用而將太陽輻射的能量以一種生物質(zhì)形式固定下來的能源。據(jù)推算，每年由植物固定下來的太陽輻射能是目前世界每年能源消耗總量的10倍。生物質(zhì)能是一種清潔能源，具有可再生和環(huán)境友好的雙重屬性。礦物燃料是把原為固定的碳通過燃燒使其流動化，并以CO2的形式累積于大氣環(huán)境，造成溫室效應(yīng)。生物質(zhì)中的碳來自空氣中流動的CO2，如果這兩個速度有合適的匹配，CO2甚至可以達到平衡，整個生物質(zhì)能循環(huán)就能實現(xiàn)CO：零排放，從根本上解決礦物能源消耗帶來的溫室效應(yīng)問題。發(fā)展生物質(zhì)能，既有利于實現(xiàn)能源多元化，緩解能源緊張，又有利于保護生態(tài)環(huán)境，減少溫室氣體排放，還可以為農(nóng)村開辟新興產(chǎn)業(yè)，有效延長農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，提高農(nóng)業(yè)附加值，增加農(nóng)村就業(yè)機會，增加農(nóng)民收入。因此，建設(shè)從能源農(nóng)林業(yè)到生物質(zhì)能加工業(yè)的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)鏈可以成為中國解決“三農(nóng)”問題的一個有力手段。
我國對生物質(zhì)能源利用極為重視，制訂了一系列政策和措施支持生物質(zhì)能源的研發(fā)，涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀的科研成果和成功的應(yīng)用范例，如戶用沼氣池、禽畜糞便沼氣技術(shù)、生物質(zhì)氣化發(fā)電和集中供氣、生物質(zhì)壓塊燃料等，取得了可觀的社會效益和經(jīng)濟效益。
2005年以來，作者收集了大量國內(nèi)外資料，查閱和參考了相關(guān)學(xué)科的著作和文獻，在與相關(guān)專業(yè)大學(xué)生和研究生的教學(xué)過程中，經(jīng)過反復(fù)修改和更新，方完成本書的編撰工作。本書闡釋了各種生物質(zhì)能技術(shù)的機理和工藝原理，簡單描述了各種轉(zhuǎn)換技術(shù)的工藝過程，介紹了各種技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，指出了存在的主要問題和未來的發(fā)展方向等。本書可作為相關(guān)專業(yè)大學(xué)生和研究生的教材，也可作為從事生物能源研究應(yīng)用的科技人員參考書。
編著者
2016年1月
目錄
第一章 生物能源概述1
第一節(jié) 生物能源的概念與內(nèi)涵1
一、生物能源的概念1
二、生物質(zhì)能的生產(chǎn)與轉(zhuǎn)換2
第二節(jié) 生物質(zhì)能的能源地位4
一、能源的分類與消費4
二、開發(fā)生物質(zhì)能源的意義5
第三節(jié) 生物質(zhì)能利用的困難及對策17
一、生物質(zhì)能利用的困難17
二、發(fā)展生物質(zhì)能利用技術(shù)的對策 20
第四節(jié) 生物質(zhì)能源的發(fā)展現(xiàn)狀與前景 21
一、發(fā)展現(xiàn)狀 22
二、發(fā)展前景 27
三、中國生物質(zhì)能源發(fā)展政策 29
四、中國生物質(zhì)能源發(fā)展中存在的主要問題 31
五、中國生物質(zhì)能源未來的發(fā)展特點和趨勢 32
復(fù)習(xí)與思考 34
參考文獻 34
第二章 生物質(zhì)能資源與能源植物 36
第一節(jié) 生物質(zhì)能的物質(zhì)基礎(chǔ) 36
一、生物質(zhì)原料的類型 36
二、生物質(zhì)能資源的特點 36
三、生物質(zhì)的化學(xué)組成 37
四、生物質(zhì)燃料的熱值 38
第二節(jié) 生物質(zhì)資源量估算方法 38
一、農(nóng)作物資源 38
二、薪柴資源 39
三、人畜糞便資源 40
四、草資源 40
第三節(jié) 我國生物質(zhì)能資源 40
一、纖維素類生物質(zhì)資源 41
二、淀粉類原料資源 43
三、糖類原料資源 44
第四節(jié) 能源植物 45
一、能源植物的概念 46
二、國內(nèi)外能源植物研究現(xiàn)狀 51
三、開發(fā)能源植物的優(yōu)勢及可行性 52
四、植物的光合作用 52
五、能源植物的品種改良技術(shù) 53
六、能源植物的轉(zhuǎn)化途徑 57
七、重要的能源植物 61
第五節(jié) 我國能源植物開發(fā)利用存在的問題與對策 78
一、存在的問題 78
二、對策 81
復(fù)習(xí)與思考 82
參考文獻 83
第三章 農(nóng)村沼氣技術(shù) 86
第一節(jié) 沼氣發(fā)酵概述 86
一、沼氣及其優(yōu)缺點 86
二、沼氣技術(shù)的運用領(lǐng)域 86
三、國內(nèi)外沼氣技術(shù)的應(yīng)用情況 87
第二節(jié) 農(nóng)村沼氣發(fā)酵工藝 96
一、沼氣發(fā)酵 96
二、沼氣發(fā)酵過程 97
三、農(nóng)村沼氣發(fā)酵原料100
四、沼氣發(fā)酵的基本條件105
第三節(jié) 農(nóng)村沼氣發(fā)酵工藝及其改進途徑109
一、農(nóng)村沼氣發(fā)酵工藝109
二、提高厭氧消化效率的途徑118
第四節(jié) 農(nóng)村沼氣池管理122
第五節(jié) 沼氣設(shè)施的綜合利用125
一、以沼氣設(shè)施為紐帶的生態(tài)模式125
二、沼氣的主要用途130
三、沼渣與沼液的綜合利用132
四、沼氣的綜合效益134
復(fù)習(xí)與思考135
參考文獻136
第四章 生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)139
第一節(jié) 生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)概況139
一、生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)的定義139
二、生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀139
第二節(jié) 生物質(zhì)氣化技術(shù)141
一、生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展簡史141
二、生物質(zhì)氣化原理141
三、生物質(zhì)氣化的工藝148
四、生物質(zhì)氣化技術(shù)的利用152
五、生物質(zhì)氣化技術(shù)應(yīng)用面臨的問題及對策154
第三節(jié) 生物質(zhì)熱裂解技術(shù)158
一、生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)的原理及工藝158
二、生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)核心165
三、生物油的特性及應(yīng)用172
復(fù)習(xí)與思考176
參考文獻176
第五章 生物質(zhì)燃料乙醇179
引言179
第一節(jié) 乙醇的性質(zhì)與用途179
一、乙醇的理化性質(zhì)179
二、乙醇的用途180
第二節(jié) 燃料乙醇生產(chǎn)原理180
一、乙醇生產(chǎn)的主要方法180
二、發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇的主要工業(yè)原料181
三、乙醇發(fā)酵的生化反應(yīng)過程181
四、乙醇發(fā)酵的微生物學(xué)基礎(chǔ)183
第三節(jié) 乙醇發(fā)酵的工藝類型185
一、間歇式發(fā)酵法～185
二、半連續(xù)發(fā)酵法186
三、連續(xù)發(fā)酵186
第四節(jié) 非糧食淀粉質(zhì)原料的乙醇生產(chǎn)189
一、原料粉碎190
二、蒸煮糊化190
三、糖化工藝190
四、酒母的培養(yǎng)190
五、乙醇發(fā)酵191
六、乙醇提取與精制191
第五節(jié) 糖蜜類原料的乙醇生產(chǎn)193
一、糖蜜原料生產(chǎn)乙醇的特點193
二、糖蜜生產(chǎn)乙醇的工藝流程193
三、糖蜜的乙醇發(fā)酵194
第六節(jié) 纖維素原料的乙醇生產(chǎn)194
一、水解的基本原理195
二、纖維素酸水解和乙醇發(fā)酵195
第七節(jié) 應(yīng)用現(xiàn)狀和前景210
復(fù)習(xí)與思考212
參考文獻212
第六章 生物柴油216
第一節(jié) 生物柴油的概述216
一、生物柴油的發(fā)展歷史216
二、生物柴油的優(yōu)點218
三、生物柴油的研究和利用現(xiàn)狀218
四、生物柴油與國家能源安全227
第二節(jié) 生物柴油的原料資源與選擇228
一、生物柴油的原料資源228
二、生物柴油的原料選擇235
三、符合我國國情的生物柴油原料發(fā)展戰(zhàn)略240
第三節(jié) 生物柴油原料油加工241
一、油料的儲藏與預(yù)處理241
二、原料植物油的制取244
三、油脂的精煉246
第四節(jié) 生物柴油的產(chǎn)品及其制造251
一、生物柴油的制備方法251
二、目前常用的工藝流程253
三、新型工藝流程介紹255
第五節(jié) 新一代生物柴油——微藻生物柴油255
一、藻種篩選256
二、微藻的生長257
三、微藻的生長與培養(yǎng)系統(tǒng)258
四、微藻脂質(zhì)的提取259
五、微藻生物柴油的經(jīng)濟分析260
六、微藻制備生物柴油的現(xiàn)狀與前景260
第六節(jié) 生物柴油的商業(yè)化應(yīng)用262
一、生物柴油與生態(tài)環(huán)境262
二、生物柴油的儲運266
三、生物柴油作燃料油臺架運行267
四、生物柴油商業(yè)化應(yīng)用經(jīng)濟評價268
五、生物柴油應(yīng)用存在的問題270
六、生物柴油發(fā)展的前景展望270
七、生物柴油發(fā)展戰(zhàn)略271
復(fù)習(xí)與思考272
參考文獻273
書單推薦
