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生物质能发展前景

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2022-12-28 19:34:35

生物质能发展前景

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2026-05-04 13:58:05

综合科技部生物技术工程中心、清华大学、南京科技大学等单位调研结果,石元春院士基本概括了我国发展生物质能源潜在优势:

其一,我国林业生物质能源原料丰富。

据专家介绍,我国发展林业生物质能源前景十分广阔,在已查明的油料植物中,种子含油率在40%以上的植物有150多种,能够规模化培育利用的乔灌木树种有10多种。目前,作为生物柴油开发利用较为成熟的有麻疯树、黄连木、光皮树、文冠果、油桐等树种。

国家能源办副主任徐锭明认为,我国有着发展林业生物质能源的巨大资源优势与潜力,丰富的林地和沙地等边缘土地资源,可以有计划地发展为林木生物质能源的基地。充分利用这些资源开发生物质能源,对改善我国能源结构,减少对化石能源的依赖,保障国家能源安全具有重大意义。

2006年11月,财政部、国家发改委、国家林业局下发了《关于发展生物质能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》,对发展生物质能源产业和生物化工实施风险基金制度与弹性亏损补贴机制,国家对生物质能源及生物化工生产的原料基地龙头企业和产业化技术示范企业予以适当补助。“十一五”期间,将最终使林业生物质能源达到从原料培育、加工生产到销售的“林油一体化”格局。

越来越多的企业将目光投向生物柴油。中粮、中石油、中海油等大集团均投资生物柴油项目,建设多个能源林基地。日前国家林业局与中国石油天然气股份有限公司签署协议,从今年起,将共同在云南、四川两省建设第一批林业生物质能源基地。

其二,利用边际性土地种植非粮能源作物。

耕地面积较少是我们国家的基本国情之一。我国存在大量的山地、滩涂、盐碱地等边际性土地。利用种粮难的边际性土地种植能源作物将为生物质能源提供充足的原料,例如,甜高粱、木薯等非粮农作物。上世纪70年代,我国在山东等地的滩涂大面积试种菊芋获得成功,亩产上万斤,果糖含量超过甘蔗。南方山地木薯种植前景也非常广阔。

其三,农林业的废弃物(包括城市工业的有机废弃物)都可作为生物能源原料。

我国每年生产粮食五亿吨,产生秸秆近七亿吨。也是生物能源的主要原料之一。目前我们国家已经有利用秸秆制造生物燃料的技术。我国生物能源主力生产厂家安徽丰原集团成功突破了用秸秆生产乙醇燃料的关键技术,目前实验已取得阶段性成果,今年将建成年产300吨秸秆生产燃料酒精的中试项目。由于秸秆的价格只有玉米的几分之一,生产成本将大为降低。有人预言,用这种最经济的原料将生产出中国最需要的“新汽油”。中科大还实现了“秸秆变油”,利用“生物质热解液化技术”成功用木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆等多种农林废弃物生产生物油,可以直接作为燃料使用。

另外农业生产中的畜禽粪便、森林中的枯枝腐叶等;城市的工业有机废弃物、城市生活中废弃的厨余垃圾、剩余倒掉的泔水等等,所有的有机物质都可以转化为生物能源。现在我国已有一大批万吨以下生物柴油项目,多数是提取厨余垃圾、剩余倒掉的泔水中的油脂作为生物原料。

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2026-05-04 13:58:05

摘 要:主要论述了生物质热解技术的原理、热解反应过程、热解工艺类型及影响因素。在分析国内外发展现状的基础上,提出生物质热解技术主要存在的不足,对生物质热解技术的发展前景进行了展望。

关键词:生物质热解;研究进展;发展现状;展望

0 引 言

通过生物质能转换技术可高效地利用生物质能源, 生产各种清洁能源和化工产品,从而减少人类对于化石能源的依赖,减轻化石能源消费给环境造成的污染。 目前,世界各国尤其是发达国家,都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术,以保护本国的矿物能源资源,为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。

生物质热解是指生物质在没有氧化剂(空气、氧气、水蒸气等)存在或只提供有限氧的条件下,加热到逾500℃,通过热化学反应将生物质大分子物质(木质素、纤维素和半纤维素)分解成较小分子的燃料物质(固态炭、可燃气、生物油)的热化学转化技术方法。生物质热解的燃料能源转化率可达95.5%,最大限度的将生物质能量转化为能源产品,物尽其用,而热解也是燃烧和气化必不可少的初始阶段[1]。

1 热解技术原理

1.1 热解原理

从化学反应的角度对其进行分析, 生物质在热解过程中发生了复杂的热化学反应,包括分子键断裂、异构化和小分子聚合等反应。木材、林业废弃物和农作物废弃物等的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。热重分析结果表明,纤维素在52℃时开始热解,随着温度的升高,热解反应速度加快,到350~370℃时,分解为低分子产物,其热解过程为:

(C6H10O5)n→nC6H10O5

C6H10O5→H2O+2CH3-CO-CHO

CH3-CO-CHO+H2→CH3-CO-CH2OH

CH3-CO-CH2OH+H2→CH3-CHOH-CH2+H2O

半纤维素结构上带有支链,是木材中最不稳定的组分,在225~325℃分解,比纤维素更易热分解,其热解机理与纤维素相似[2]。

从物质迁移、能量传递的角度对其进行分析,在生物质热解过程中,热量首先传递到颗粒表面,再由表面传到颗粒内部。热解过程由外至内逐层进行,生物质颗粒被加热的成分迅速裂解成木炭和挥发分。其中,挥发分由可冷凝气体和不可冷凝气体组成,可冷凝气体经过快速冷凝可以得到生物油。一次裂解反应生成生物质炭、一次生物油和不可冷凝气体。在多孔隙生物质颗粒内部的挥发分将进一步裂解,形成不可冷凝气体和热稳定的二次生物油。同时,当挥发分气体离开生物颗粒时,还将穿越周围的气相组分,在这里进一步裂化分解,称为二次裂解反应。生物质热解过程最终形成生物油、不可冷凝气体和生物质[3,4]。

1.2 热解反应基本过程

根据热解过程的温度变化和生成产物的情况等, 可以分为干燥阶段、预热解阶段、固体分解阶段和煅烧阶段。

1.2.1 干燥阶段(温度为120~150℃),生物质中的水分进行蒸发,物料的化学组成几乎不变。

1.2.2 预热解阶段(温度为150~275℃),物料的热反应比较明显,化学组成开始变化,生物质中的不稳定成分如半纤维素分解成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物质。上述两个阶段均为吸热反应阶段。

1.2.3 固体分解阶段(温度为275~475℃),热解的主要阶段,物料发生了各种复杂的物理、化学反应,产生大量的分解产物。生成的液体产物中含有醋酸、木焦油和甲醇(冷却时析出来);气体产物中有CO2、CO、CH4、H2等,可燃成分含量增加。这个阶段要放出大量的热。

1.2.4 煅烧阶段(温度为450~500℃),生物质依靠外部供给的热量进行木炭的燃烧,使木炭中的挥发物质减少,固定碳含量增加,为放热阶段。实际上,上述四个阶段的界限难以明确划分,各阶段的反应过程会相互交叉进[5,6]。

2 热解工艺及影响因素

2.1 热解工艺类型

从对生物质的加热速率和完成反应所用时间的角度来看,生物质热解工艺基本上可以分为两种类型:一种是慢速热解,一种是快速热解。在快速热解中,当完成反应时间甚短(<0.5s)时,又称为闪速热解。根据工艺操作条件,生物质热解工艺又可分为慢速、快速和反应性热解三种。在慢速热解工艺中又可以分为炭化和常规热解[5]。

慢速热解(又称干馏工艺、传统热解)工艺具有几千年的历史,是一种以生成木炭为目的的炭化过程,低温干馏的加热温度为500~580℃,中温干馏温度为660~750℃, 高温干馏的温度为900~1100℃。将木材放在窑内,在隔绝空气的情况下加热,可以得到占原料质量30%~35%的木炭产量。

快速热解是将磨细的生物质原料放在快速热解装置中,严格控制加热速率(一般大致为10~200℃/s)和反应温度(控制在500℃左右), 生物质原料在缺氧的情况下,被快速加热到较高温度,从而引发大分子的分解,产生了小分子气体和可凝性挥发分以及少量焦炭产物。可凝性挥发分被快速冷却成可流动的液体,成为生物油或焦油,其比例一般可达原料质量的40%~60%。

与慢速热解相比,快速热解的传热反应过程发生在极短的时间内,强烈的热效应直接产生热解产物,再迅速淬冷,通常在0.5s内急冷至350℃以下,最大限度地增加了液态产物(油)。

常规热解是将生物质原料放在常规的热解装置中,在低于600℃的中等温度及中等反应速率(0.1~1℃/s)条件下,经过几个小时的热解,得到占原料质量的20%~25%的生物质炭及10%~20%的生物油[7~9]。

2.2 热解影响因素

总的来讲,影响热解的主要因素包括化学和物理两大方面。化学因素包括一系列复杂的一次反应和二次反应;物理因素主要是反应过程中的传热、传质以及原料的物理特性等。具体的操作条件表现为:温度、物料特性、催化剂、滞留时间、压力和升温速率[10]。

2.2.1 温度

在生物质热解过程中,温度是一个很重要的影响因素, 它对热解产物分布、组分、产率和热解气热值都有很大的影响。生物质热解最终产物中气、油、炭各占比例的多少,随反应温度的高低和加热速度的快慢有很大差异。一般地说,低温、长期滞留的慢速热解主要用于最大限度地增加炭的产量,其质量产率和能量产率分别达到30%和50%(质量分数)[11~13]。

温度小于600℃的常规热解时,采用中等反应速率,生物油、不可凝气体和炭的产率基本相等;闪速热解温度在500~650℃范围内,主要用来增加生物油的产量,生物油产率可达80%(质量分数);同样的闪速热解,若温度高于700℃,在非常高的反应速率和极短的气相滞留期下,主要用于生产气体产物,其产率可达80%(质量分数)。当升温速率极快时,半纤维素和纤维素几乎不生成炭[5]。

2.2.2 生物质材料的影响

生物质种类、分子结构、粒径及形状等特性对生物质热解行为和产物组成等有着重要的影响[3]。这种影响相当复杂,与热解温度、压力、升温速率等外部特性共同作用,在不同水平和程度上影响着热解过程。 由于木质素较纤维素和半纤维素难分解,因而通常含木质素多者焦炭产量较大;而半纤维素多者,焦炭产量较小。在生物质构成中,以木质素热解所得到的液态产物热值为最大;气体产物中以木聚糖热解所得到的气体热值最大[5]。

生物质粒径的大小是影响热解速率的决定性因素。粒径在1mm以下时,热解过程受反应动力学速率控制,而当粒径大于1mm时,热解过程中还同时受到传热和传质现象的控制。大颗粒物料比小颗粒传热能力差,颗粒内部升温要迟缓,即大颗粒物料在低温区的停留时间要长,从而对热解产物的分布造成了影响。 随着颗粒的粒径的增大,热解产物中固相炭的产量增大。从获得更多生物油角度看,生物质颗粒的尺寸以小为宜,但这无疑会导致破碎和筛选有难度,实际上只要选用小于1mm的生物质颗粒就可以了。

2.2.3 催化剂的影响

有关研究人员用不同的催化剂掺入生物质热解试验中,不同的催化剂起到不同的效果。如:碱金属碳酸盐能提高气体、碳的产量,降低生物油的产量,而且能促进原料中氢释放,使空气产物中的H2/CO增大;K+能促进CO、CO2的生成,但几乎不影响H2O的生成;NaCl能促进纤维素反应中H2O、CO、CO2的生成;加氢裂化能增加生物油的产量,并使油的分子量变小。

另外,原料反应得到的产物在反应器内停留时间、反应产出气体的冷却速度、原料颗粒尺寸等,对产出的炭、可燃性气体、生物油(降温由气体析出)的产量比例也有一定影响[5]。

2.2.4 滞留时间

滞留时间在生物质热解反应中有固相滞留时间和气相滞留时间之分。固相滞留时间越短,热解的固态产物所占的比例就越小,总的产物量越大,热解越完全。在给定的温度和升温速率的条件下,固相滞留时间越短,反应的转化产物中的固相产物就越少,气相产物的量就越大。气相滞留期时间一般并不影响生物质的一次裂解反应过程,而只影响到液态产物中的生物油发生的二次裂解反应的进程。当生物质热解产物中的一次产物进入围绕生物质颗粒的气相中,生物油就会发生进一步的裂化反应,在炽热的反应器中,气相滞留时间越长,生物油的二次裂解发生的就越严重,二次裂解反应增多,放出H2、CH4、CO等,导致液态产物迅速减少,气体产物增加。所以,为获得最大生物油产量,应缩短气相滞留期,使挥发产物迅速离开反应器,减少焦油二次裂解的时间[3~5]。

2.2.5 压力

压力的大小将影响气相滞留期,从而影响二次裂解,最终影响热解产物产量的分布。随着压力的提高,生物质的活化能减小,且减小的趋势渐缓。在较高的压力下,生物质的热解速率有明显的提高,反应也更激烈,而且挥发产物的滞留期增加,二次裂解较大;而在低的压力下,挥发物可以迅速从颗粒表面离开,从而限制了二次裂解的发生,增加了生物油产量[14,15]。

2.2.6 升温速率

升温速率对热解的影响很大。一般对热解有正反两方面的影响。升温速率增加,物料颗粒达到热解所需温度的相应时间变短,有利于热解;但同时颗粒内外的温差变大,由于传热滞后效应会影响内部热解的进行。随着升温速率的增大,温度滞后就越严重,热重曲线和差热曲线的分辨力就会越低,物料失重和失重速率曲线均向高温区移动。热解速率和热解特征温度(热解起始温度、热解速率最快的温度、热解终止温度)均随升温速率的提高呈线形增长。在一定热解时间内,慢加热速率会延长热解物料在低温区的停留时间,促进纤维素和木质素的脱水和炭化反应,导致炭产率增加。气体和生物油的产率在很大程度上取决于挥发物生成的一次反应和生物油的二次裂解反应的竞争结果,较快的加热方式使得挥发分在高温环境下的滞留时间增加,促进了二次裂解的进行,使得生物油产率下降、燃气产率提高[16~18]。

3 热解技术研究现状

3.1 国内研究现状

与欧美一些国家相比,亚洲及我国对生物质热解的研究起步较晚。近十几年来,广州能源研究所生物质能研究中心、浙江大学、东北林业大学等单位做了一些这方面的工作。

广州能源研究所生物质能研究中心,目前研究方向重点为生物质热化学转化过程的机理及热化学利用技术。其研究内容为:(1)高能环境下的热解机理研究:等离子体热解气化、超临界热解等;(2)气化新工艺研究:高温气化、富氧气化、水蒸汽气化等;(3)气化技术系统集成及应用:新型气化装置、气化发电系统等;(4)生物质气化燃烧与直接燃烧:气化燃烧技术、热解燃烧技术、直接燃烧等。

浙江大学着眼于流化床技术在生物质清洁能源规模化利用上显示出的巨大潜在优势,在上世纪末成功开发了以流化床技术为基础的生物质热裂解液化反应器,并在先期成功试验的基础上,针对已有的生物质热裂解液化工艺中能源利用率不高以及液体产物不分级等缺点,采用独特的设计方案研发了生物质整合式热裂解分级制取液体燃料装置,得出了各运行参数对生物质热解产物的得率及组成的影响程度,适合规模化制取代用液体燃料。目前正在开展深层技术和扩展应用的研究。

东北林业大学生物质能研究中心研究方向: 转锥式生物质闪速热解液化装置。经过一系列的调试、实验和改进后,现已经探索出了一些基本的设计规则和经验。现阶段设备制造已完成,即将进入实验阶段,为今后设备改进及技术推广打好坚实的基础。

另外在快速热裂解研究上,沈阳农业大学在联合国粮农组织(FTO)的协助下,从荷兰的BTG集团引入一套50 kg/h旋转锥闪速热解装置并进行了相关实验研究;上海理工大学、华东理工大学、浙江大学、中国科学院广州能源研究所、清华大学、哈尔滨工业大学和山东理工大学等单位也开展了相关实验研究,目前正在开展深层技术和扩展应用的研究。在现在技术的支持下,用于商业运行的只有输运床和循环流化床系统[19,20]。

河南农业大学农业部可再生能源重点开放实验室也长期进行了生物质热解方面的研究。“YNO4型生物质燃气脱焦机”的诞生解决了现有生物质热解气化机组净化装置复杂、脱焦效率低且焦油难收集等问题,结构简单,操作方便,避免了二次污染,系统运行可靠,维护费用低,经济效益显著,适用于各类生物质热解气化机组的配套及其商业化应用,已于2001年11月通过省科技厅技术鉴定,并已在许昌机电厂投入批量生产。

同时,该实验室与河南商丘三利新能源有限公司对生物质热解产物进行了综合利用的研究,并形成了配套设备。根据农作物秸秆资源存在着季节性、分散性的特点和运输、储存难的矛盾,采取了分散和集中的模式,即在农作物秸秆易收集的范围内建造小型生物质热解装置,就地使用生物质燃气, 然后将便于运输的生物质炭、焦油、木醋液收集,建设若干集中加工厂,生产多种产品以供各种用途,较适合我国的国情。

3.2 国外研究现状

生物质热解技术最初的研究主要集中在欧洲和北美。20世纪90年开始蓬勃发展,随着试验规模大小的反应装置逐步完善,示范性和商业化运行的热解装置也被不断地开发和建造。欧洲一些著名的实验室和研究所开发出了许多重要的热解技术,20世纪90年代欧共体JOULE计划中生物质生产能源项目内很多课题的启动就显示了欧盟对于生物质热解技术的重视程度。

但较有影响力的成果多在北美涌现,如加拿大的Castle Capital有限公司将BBC公司开发的10Kg/h~25Kg/h的橡胶热烧蚀反应器放大后,建造了1500Kg/h~2000 kg/h规模的固体废物热烧蚀裂解反应器,之后,英国Aston大学、美国可再生能源实验室、法国的Nancy大学及荷兰的Twente大学也相继开发了这种装置。

荷兰Twente大学反应器工程组及生物质技术(BTG)集团研制开发了旋转锥热裂解反应器,由于工艺先进、设备体积小、结构紧凑,得到了广泛的研究和应用;Hamberg木材化学研究所对混合式反应器鼓泡床技术进行了改进和发展,成功地采用静电扑捉和冷凝器联用的方式,非常有效地分离了气体中的可凝性烟雾。ENSYN基于循环流化床的原理在意大利开发和建造了闪速热解装置(RTP),还有一些小型的实验装置也相继在各研究所安装调试。

传统的热解技术不适合湿生物质的热转化。针对这个问题,欧洲很多国家己开始研究新的热解技术,这就是Hydro Thermal Upgrading(HTU)。将湿木片或生物质溶于水中,在一个高压容器中,经过15min(200℃,300bar)软化,成为糊状,然后进入另一反应器(330℃,200bar)液化5~15min。经脱羧作用,移去氧,产生30%CO2、50%生物油,仅含10%~15%的氧。荷兰Shell公司证明:通过催化,可获得高质量的汽油和粗汽油。这项技术可产生优质油(氧含量比裂解油低),且生物质不需干燥,直接使用[21,22]。

4 前景与展望

面对化石能源的枯竭和环境污染的加剧,寻找一种洁净的新能源成了迫在眉睫的问题。现在全世界都把目光凝聚在生物质能的开发和利用上。生物质能利用前景十分广阔,但真正实际应用还取决于生物质的各种转化利用技术能否有所突破。

随着技术的不断完善,研究的方向和重点也在拓宽,以前侧重热解反应器类型及反应参数,以寻求产物最大化,而现在整体利用生物质资源的联合工艺以及优化系统整体效率被认为是最大化热解经济效益、具有相当大潜力的发展方向;除此之外,提高产物品质,开发新的应用领域,也是当前研究的迫切要求。

我国生物质热解技术方面的研究进展缓慢,主要是因为研究以单项技术为主,缺乏系统性,与欧美等国相比还有较大差距。 特别是在高效反应器研发、工艺参数优化、液化产物精制以及生物燃油对发动机性能的影响等方面存在明显差距。同时,热解技术还存在如下一些问题:生物油成本通常比矿物油高,生物油同传统液体燃料不相容,需要专用的燃料处理设备;生物油是高含氧量碳氢化合物,在物理、化学性质上存在不稳定因素,长时间贮存会发生相分离、沉淀等现象,并具有腐蚀性;由于物理、化学性质的不稳定,生物油不能直接用于现有的动力设备,必须经过改性和精制后才可使用;不同生物油品质相差很大,生物油的使用和销售缺少统一标准,影响其广泛应用。以上问题也是阻碍生物质高效、规模化利用的瓶颈所在[6]。

针对以上存在的差距和问题,今后的研究应主要集中在如何提高液化产物收率,寻求高效精制技术,提高生物油品质,降低运行成本,实现产物的综合利用和工业化生产等方面。同时加强生物质液化反应机理的研究,特别是原料种类及原料中各种成分对热化学反应过程及产物的影响。在理论研究的基础上,将现有设备放大,降低生物油生产成本,逐渐向大规模生产过渡,完善生物油成分和物理特性的测定方法,制定统一的规范和标准,开发生物油精制与品位提升新工艺,开发出用于热化学催化反应过程中的低污染高效催化剂,使其能够参与化石燃料市场的竞争[23]。?

参考文献

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聪慧的花生
知性的金鱼
2026-05-04 13:58:05

新能源科学与工程专业为2011年教育部批准设定的本科专业,2012年将原有的风能与动力工程和新能源科学与工程合并统一改为“新能源科学与工程”。主要学习新能源的种类和特点、利用的方式和方法、套用的现状和未来的发展趋势。具体内容涉及风能、太阳能、生物质能、核电能等等。各开设高校根据自己学校的学科设定和专业特点不同,导致在具体的学科方向上不同。

基本介绍中文名 :新能源科学与工程 专业代码 :080503T 学科专业 :工学、能源动力类 学位授予门类 :工学 修业年限 :四年 培养目标,招收院校,课程体系,就业去向,相关内容,发展前景, 培养目标 新能源科学与工程专业面向新能源产业,立足于国家十二五发展规划,根据能源领域的发展趋势和国民经济发展需要,培养在风能、太阳能、地热、生物质能等新能源领域从事相关工程技术领域的开发研究、工程设计、最佳化运行及生产管理工作的跨学科复合型高级工程技术人才,和具有较强工程实践和创新能力的专门人才,以满足国家战略性新兴产业发展对新能源领域教学、科研、技术开发、工程套用、经营管理等方面的专业人才需求。 招收院校 华中科技大学、苏州大学、西安理工大学、江西工程学院、南京大学、湖南工程学院、河北工业大学、昆明理工大学、福建师范大学、福建农林大学、南京工业大学、青岛大学、吉林农业大学、长春工程学院、沈阳工业大学、济南大学、山东建筑大学、东北大学、东北电力大学、厦门大学 、河海大学 、华北电力大学(北京)、天津理工大学、天津农学院 、西安交通大学、新疆大学、新疆农业大学、南京理工大学、北京信息科技大学、河北建筑工程学院 、 河北工程大学、 沈阳工程学院、上海理工大学、江苏大学、江苏科技大学、盐城工学院、淮海工学院、新余学院、黄淮学院、 浙江大学、贵州大学、天津农学院、东北农业大学、中南大学、广西科技大学、深圳大学、北京工业大学、浙江水利水电学院、济南大学、沈阳航空航天大学、 内蒙古工业大学、 内蒙古农业大学、 河南农业大学、兰州理工大学、兰州交通大学 、上海交通大学、 广西科技大学、兰州城市学院 、盐城师范学院、贵州大学、常熟理工学院、长沙理工大学、重庆大学、河南城建学院、青海师范大学、上海电机学院、东华大学、北方工业大学、青岛科技大学、郑州轻工业学院、南京林业大学、常州工学院、攀枝花学院、重庆理工大学、西南石油大学、营口理工学院、淮阴工学院。 课程体系 新能源科学与工程专业在课程内容体系的设定上紧密结合培养目标要求,既注重“厚基础”,突出基本理论与方法,又注重“宽方向”,丰富课程知识结构。注重学生“知识结构”的构建和“能力结构”的形成。 理论部分:在基础教育系列中重点强调基础性与综合性相结合的原则。包括高等数学、机率论与数理统计,线性代数,复变函数与积分变换,大学物理,工程力学,计算机程式语言,机械制图等工程技术基础课群;大学外语、思想道德修养与法律基础, *** 思想和中国特色社会主义理论体系概论,中国近现代史纲要,马克思主义原理等社会科学课群。在专业教育系列中重点遵循厚基础、宽口径的原则。包括流体力学、流体机械,传热学、工程热力学,机械设计基础,电工电子学,自动控制理论,能源系统工程、可再生能源及其利用、风力发电原理,太阳能发电与热利用,生物质转化与利用等专业平台课群;光伏材料与太阳能电池、风力发电场,风资源评估等专业选修课群等。 实践部分:重点培养学生的独立思考能力、动手能力和工程实践能力。 就业去向 毕业生就业前景广阔,可在风能、太阳能、生物质能等新能源和节能减排领域的企事业单位、高等院校和 *** 部门从事技术研发、工程设计、新能源科学教育与研究、新能源管理等相关工作。 相关内容 相关专业开设现状 国内仅有十几所高校增设了核能相关专业,如哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学等开设了核物理、核工程与核技术、核反应堆工程等专业。沈阳航空航天大学、东北电力大学、华北电力大学、河海大学、长沙理工大学、河北建筑工程学院等十余所高校开设了风能与动力工程专业。山东建筑大学、南昌大学等几所高校开设了太阳能建筑一体化、光伏材料等专业。国内高校开设生物质能相关专业的有河南农业大学。 发展前景 该专业属于国家“十二五”期间重点发展的领域,具有很好的就业前景。我校在该领域具备良好的研究基础。特别是在风力发电、光伏电池、绿色电源、电动车控制、变频技术、智慧型电网、脱硫技术等领域,承担多项国家自然科学基金、国家863课题和北京市重大专项,开发了系列化的新能源装置和节能设备。先后在校内建设了100千瓦光伏发电与风力发电并网实验系统;研发出了高性能千瓦级灯光镇流器和实验平台,并与2008年用在北京奥运会主火炬的照明设备上;研发了系列工业和民用浅层地热能源利用技术,获得了社会和企业的高度关注,先后在北京、山西和河北等省推广套用,取得了明显的经济效益和社会效益;做为中国电工技术学会电动汽车分会的秘书长单位,开发了电动汽车驱动系统试验平台以及动力电池测试平台;自主研发的智慧型电网监控软体和脱硫控制系统得到了推广套用。

踏实的手机
激昂的翅膀
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1清华大学

2北京工业大学

3北京建筑大学

4华北电力大学(北京)

5天津商业大学

6华北水利水电大学

7河北工业大学

8河北科技大学

9河北农业大学

10中北大学

11内蒙古科技大学

12沈阳航空航天大学

13东北大学

14辽宁工程技术大学

15沈阳化工大学

16大连海洋大学

17东北电力大学

18吉林化工学院

19哈尔滨理工大学

20哈尔滨工程大学

21哈尔滨商业大学

22上海理工大学

23上海电力学院

24苏州大学

25南京理工大学

26中国矿业大学(徐州)

27常州大学

28南京林业大学

29盐城工学院

30中国科学技术大学

31安徽工业大学

32南昌大学

33景德镇陶瓷学院

34山东科技大学

35青岛科技大学

36山东建筑大学

37山东理工大学

38鲁东大学

39郑州轻工业学院

40中原工学院

41武汉大学

42武汉科技大学

43湘潭大学

44中南大学

45中南林业科技大学

46湖南人文科技学院

47中山大学

48广东海洋大学

49四川大学

50重庆交通大学

51贵州大学

52云南农业大学

53西安交通大学

54西安理工大学

55陕西科技大学

56西北农林科技大学

57兰州理工大学

58河西学院

59新疆大学

60江西科技学院

61新疆工程学院

62青岛大学

63三峡大学

64南京工程学院

65仲恺农业工程学院

66中国石油大学(北京)

67山东交通学院

68沈阳工程学院

69重庆理工大学

70黑龙江工程学院

71桂林航天工业学院

72湖南涉外经济学院

73文华学院

74河北科技大学理工学院

75景德镇陶瓷学院科技艺术学院

76兰州交通大学博文学院

77太原理工大学现代科技学院

78中国矿业大学徐海学院

79吉林建筑大学城建学院

80成都理工大学工程技术学院

81西安交通大学城市学院

82南京工业大学浦江学院

83苏州大学文正学院

84江苏科技大学苏州理工学院

85山东师范大学历山学院

86中国矿业大学银川学院

87哈尔滨工业大学(威海)

88北京交通大学

89北方工业大学

90北京石油化工学院

91天津大学

92河北工程大学

93华北电力大学(保定)

94华北理工大学

95河北建筑工程学院

96山西大学

97太原理工大学

98内蒙古工业大学

99沈阳理工大学

100辽宁科技大学

101辽宁石油化工大学

102大连海事大学

103吉林大学

104吉林建筑大学

105哈尔滨工业大学

106燕山大学

107东北石油大学

108华东理工大学

109上海海事大学

110上海应用技术学院

111南京航空航天大学

112江苏科技大学

113南京工业大学

114河海大学

115江苏大学

116中国计量学院

117合肥工业大学

118集美大学

119华东交通大学

120山东大学

121中国石油大学(华东)

122青岛理工大学

123齐鲁工业大学

124德州学院

125郑州大学

126河南科技大学

127河南农业大学

128华中科技大学

129武汉理工大学

130湖南大学

131长沙理工大学

132邵阳学院

133南华大学

134华南理工大学

135广西大学

136西南交通大学

137西华大学

138昆明理工大学

139西藏大学

140西北工业大学

141西安石油大学

142长安大学

143陕西理工学院

144兰州交通大学

145青海民族大学

146天津城建大学

147安徽建筑大学

148昌吉学院

149烟台大学

150扬州大学

151南昌工程学院

152榆林学院

153长春工程学院

154重庆科技学院

155广东石油化工学院

156河南城建学院

157东莞理工学院

158广东工业大学

159宁夏理工学院

160河北联合大学轻工学院

161华北电力大学科技学院

162河南理工大学万方科技学院

163兰州理工大学技术工程学院

164河北工程大学科信学院

165河北工业大学城市学院

166长沙理工大学城南学院

167北京理工大学珠海学院

168银川能源学院

169南京师范大学中北学院

170江苏大学京江学院

171青岛工学院

172西安科技大学高新学院

173北京交通大学海滨学院

轻松的大雁
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木质生物能概况与前景展望1能源分类及概况

1.1能源分类

但凡能够间接或经过转换而获取某种形式能量载能体的自然资源统称为能源。在自然界里有一些自然资源本身就拥有某种形式的能量,其在一定条件下能够转换成人们所需要的能量形式,这种自然资源就是能源,如煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能、核能等〔一般称为一次能源〕。但生产和生活过程中由于某种需要或便于运输和使用,常将一次能源经过一定加工转化,使之成为更符合使用要求的能量形式,如煤气、电力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等〔一般称为二次能源〕。而根据能源是否可以再生,又分为再生能源和非再生能源。能源分类见表1~2。

1.2能源概况

能源是经济和社会开展的重要物质根底,也是实现现代化及提高人民生活水平的重要保障。随着现代社会生产的不断开展,机械化、电气化、自动化程度的不断提高,对能源的需求量也越来越大。一般说来,一个国家的国民生产总值和它的能源消费量大致成正比。能源是主要动力来源,能源的消费量越大,产品的产量就越多,经济就越开展,整个社会就越富裕,人民的生活水平就越高。兴旺国家的人口总和约占世界人口的1/5,而能源消费量却占了世界能源总消费量的70%左右。1990年以来,我国能源生产总量虽已位居世界前列,但由于人口重多,人均占有能源消费量只有兴旺国家的5%~15%,而且在能源结构中还是以煤炭为主,致使环境污染问题严重,兴旺国家平均煤炭消费量只占能源总消费量的25%左右。近二三十年来,虽然我国能源开发利用开展很快,但无论是从生产到生活,还是从城市到农村,煤、油、电等能源仍然十分短缺。如何解决能源短缺问题,有两条出路可以选择:一是降低经济增长速度;二是加大能源开发力度、狠抓节约能源工作。近10余年来,我国国民生产总值〔GDP〕增长速度很快,但人均GDP仍然很低,如果过分降低经济增长速度,要在本世纪中叶到达中等兴旺国家水平的目标将难以实现。因此只有加大能源开发力度、提供足够的能源才能使我国经济得以持续开展。根据我国国情,最经济、最丰富的能源资源就是煤炭。因此,我国必须在增加煤炭生产的同时,狠抓节煤工作,提高其利用效率,加强环境治理与保护,决不能走兴旺国家先污染、后治理的老路。石油在我国能源构成比例中占20%,其是交通工具的主要动力能源,其中汽车是石油的最大用户。汽车发动机排放的气体是城市大气污染的主要来源。因此在狠抓节煤工作、提高其利用效率的同时,还必须狠抓节油工作,提高其燃烧效率,降低汽车尾气中的有害物排放量。根据世界能源开展新战略的规划,兴旺国家的人均能耗从1980年的6.78t标煤下降到2021年的3.44t标煤,到2021年能源总消费量将为120亿t标煤,只增加10%,而经济增长仍可到达50%~100%。我国是低收入国家,但每万美元国民生产总值能耗为世界之首,为兴旺国家的4~6倍;产品能耗平均为兴旺国家的2倍,使用能源的设备效率要低10%~40%。因此,要使经济持续增长,在增加能源生产的同时,还必须提高能源利用率、节约能源及解决环境保护问题。

2木质生物质能源技术的开展

2.1生物质能源

生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。它的转换利用技术有热化学转化技术、生物化学转换技术、生物质压块成型技术及化学转换技术。目前我国生物质能源的开展还存在很多问题,主要表现在以下几个方面。

〔1〕各学科技术开发能力和产业开展不平衡;

〔2〕技术研发、设备制造能力有待提高;

〔3〕技术水平和生产能力与国外先进水平差距较大;

〔4〕生物质能源资源评价、技术标准、产品检测和认证等体系不完善;

〔5〕人才培养不能满足市场快速开展的要求;

〔6〕没有形成支撑产业开展的技术效劳体系。工业大革命以后,煤、石油和天然气一直是人类能源的主角,然而对地球上现有矿物质能源的乐观估计也只能再用100年。根据世界能源权威机构1999年底的分析,世界已探明的主要矿物燃料储量和开采量不容乐观:石油剩余可采年限仅有40年,其年消耗量占世界能源总消耗量的40.5%;天然气剩余可采年限为61.9年,其年消耗量占世界能源总消耗量的24.1%;煤炭剩余可采年限为230年,其年消耗量占世界能源总消耗量的25.2%;铀剩余可采年限为73年,其年消耗量占世界能源总消耗量的7.6%。

按目前的消耗估算,本世纪下半叶,人类不但将面临严峻的能源危机,而且还将面临过度使用矿物质能源而造成的生态环境危机。与矿物质能源相比,生物质能源一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。生物质能源具有以下特点:①可再生性,且产量大;②可储藏性和可替代性;③资源丰富;④二氧化碳零排放,生物质能源燃料燃烧所释放出的二氧化碳大体上相当于其生长时通过光合作用所吸收的二氧化碳,所以应用生物质能源时二氧化碳的排放可认为是零。我国是最大的开展中国家,同时又是一个人口大国,能源短缺及利用水平低是阻碍国家经济和社会开展的瓶颈之一。我国石油资源相对缺乏,如果继续增加煤炭用量将加剧环境污染,21世纪将面临经济增长和环境保护的双重压力。从能源长远开展战略高度来审视,寻求一条可持续开展的能源道路、大力利用新能源和可再生〔新〕能源以减少对环境污染,加快新能源对传统能源的新旧更替,已成为我国近期急需解决的重大问题。改变能源生产和消费方式,开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源,对建立可持续的能源系统,促进国民经济开展和环境保护都具有重大意义。我国陆地林木生物质资源总量在180亿t以上,可用于生产生物质能源的主要是薪炭林、林业废弃物和平茬灌木等。林业生物质能资源在我国农村能源中占有重要地位,我国农村消耗的林业生物质能资源约占农村能源总消费量的20%。在山区和林区,农民50%以上的生活用能依靠林业资源。目前我国的生物质能源利用率很低,生物质能源综合利用效率仅为16%,薪柴超伐量达54%,秸秆直接燃烧用量占60%。生物质能源的不合理消耗,加剧了农业生态平衡的失调。木材是生物能源的主体,是最古老的能源物质,与化石能源相比,其是一种可再生能源;与秸秆相比,其能量密度高,种类丰富,一次栽种多年受益,是实现大规模能源化的理想生物质资源。但长期以来我国对木质生物质能源的利用方式一直是以直接燃烧为主,只是近年来才开始采用新技术加以利用,但规模小,普及程度较低,在农村乃至国家的能源结构中只占有极小的比例。

2.2生物质能源应用技术

人类对木质生物质能源的利用已有悠久的历史,但多是以直接燃烧的方式来利用它的能量,直到20世纪,特别是近20年来,木质生物质能源的研究和应用才有了快速的开展。目前国内外已有的木质生物质能源利用技术主要有以下几方面。

〔1〕燃烧木质燃料:通过直接燃烧木质生物质而获得热能是目前木质生物质能源利用的最主要方式,木质燃料主要包括薪材和木质压缩成型燃料。木质压缩成型燃料是以木屑、树皮等林业剩余物为原料,在加压〔49~196MPa〕、加热条件下,压缩成棒状、颗粒状且质地坚实的成型物体,可作为工业锅炉、民用灶炉以及工厂和家庭取暖的燃料,也可以进一步加工成木炭和活性炭。

〔2〕气化:气化是指木质生物质在高温条件下,与气化剂〔空气、氧气和水蒸气〕反应后得到的小分子可燃气体的过程。目前使用最广泛的是以空气为气化剂,产生的气体主要作为燃料用于锅炉、民用炉灶发电等场合,也可以作为合成甲醇的化工原料。

〔3〕液化:液化是指采用化学方法将木质生物质转换成液体产品的过程。液化技术主要分间接液化和直接液化两种。间接液化就是把木质生物质气化成气体后,再进一步合成为液体产品;或者采用水解法,把木质生物质中的纤维素、半纤维素转化为多糖,然后通过生物技术将其发酵成乙醇。直接液化是把木质生物质放在高压设备中,添加适宜的催化剂,在一定的工艺条件下反应制成液化油,作为汽车用燃料或进一步别离加工成化工产品。

〔4〕热解:木质生物质在隔绝或少量供给氧气的条件下,加热分解的过程称为热解。热解过程所得产物主要有气体、液体和固体,其比例根据不同的工艺条件而不同。

3我国木质生物质能源的开展及应用

〔1〕薪炭林:薪炭林是以生产木材燃料〔薪材〕为主要目的的树种,在我国有悠久的经营利用历史。我国从1981年开始实施薪炭林工程,截至到2000年,已营造551.3万m2,生物质获得量达2000万t/a,相当于1143.2万t标准煤。长期以来,我国的广阔农村一直以木质燃料作为廉价燃料,营造薪炭林已成为解决我国农村能源问题的有效途径。

〔2〕木质压缩成型燃料:我国木质压缩成型燃料研发工作起步较晚,但现在已达工业化生产规模。1990年中国林科院林化所与东海粮食机械厂合作,完成了国家“七五〞攻关工程———木质棒状成型机的研发工作,并建立了1000t级的棒状成型燃料生产线,而且还出口到马来西亚、埃塞俄比亚、印度尼西亚等国家。1998年林化所又与江苏正昌粮机集团公司合作,研发了内压滚筒式颗粒成型机,其生产能力为250~300kg/h,生产的颗粒成型燃料特别适用于家庭或暖房取暖使用。南京市平亚取暖器材从美国引进了适用于家庭使用的取暖炉技术,通过消化吸收,现已形成了工业化生产。此外,还从美国引进了一套生产能力为1.5t/h的颗粒成型燃料生产线,1999年开始正式生产,目前运行情况良好。

〔3〕气化发电:经过十几年的研究、试验、示范,生物质气化技术已根本成熟。木质生物质气化主要分为两种工艺类型,一是中国林科院林化所研究开发的以林业生产剩余物为原料的上吸式气化炉,其气化效率达70%以上,最大生产能力达6.3×106kJ/h〔消耗木片量为300kg/h〕,产生的水煤气用于集中供热和居民家庭使用;二是循环流化床气化炉,其气化效率达75%,最大输出功率约2900MW,该系统主要是处理木材加工的废弃物〔如木粉等〕为工厂内燃机发电提供燃料。

〔4〕林业生物乙醇:生物乙醇是近年最受关注的石油替代燃料之一。目前粮食淀粉的生物乙醇已根本实现规模化生产,但本钱较高。纤维素生物质作为生产燃料乙醇的原料丰富而廉价,利用木质纤维制取燃料乙醇是解决原料来源和降低本钱的主要途径。“八五〞期间,我国开始利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的探索和研究,主要研究纤维素废弃物的稀酸水解及其发酵技术,并在“九五〞期间进入中间试验阶段;“十五〞期间又开展了用木屑为原料稀盐酸水解制备酒精、水解木质素制备高吸收能活性炭的研究。南京林业大学从20世纪80年代中期开始对植物纤维生物转化制取乙醇的根底理论和应用开发进行了系统研究。随后,我国开展了生物质原料的高压蒸汽爆破预处理技术、纤维素酶制备技术、大规模酶降解技术、戊糖己糖同步发酵技术、微生物细胞固定技术、在线杂菌防治技术以及副产品木质素的深加工利用技术等项研究工作,目前这些技术仍处于研发阶段。

〔5〕热解:我国从20世纪50~60年代就开始进行木材热解技术的研究工作。中国林科院林化所在北京光华木材厂建立了一套生产能力为500kg/h的木屑热解工业化生产装置,在安徽芜湖木材厂建立了年处理能力达万吨以上的木材固定床热解系统。黑龙江铁力木材干馏厂曾从前苏联引进了一套年处理木材10万t的大型木材热解设备。但以木材为原料来制取化工产品的生产本钱高,难以与石化产品竞争,因此研究工作转向以热解产品的深加工开发,如活性炭、木醋液等应用研究领域。国内在快速热解制取液化油的研究开发方面尚未见报道。总之,我国在生物质能源转换技术的研究开发方面做了许多工作,取得了明显进步,但与兴旺国家相比仍然差距甚远。

4前景与展望

我国生物质能源消耗的比例一直比较大〔约15%〕,特别是在农村〔约30%以上〕,而生物质利用技术水平较低,开发新型能源的本钱较高,因此限制了该项技术设备的推广应用。未来我国木质生物质利用技术主要应在能源树种开发、木质生物质气化、液化和直接燃烧技术上实现突破。2021-2021年为我国木质生物质能源技术的开发和开展阶段,局部技术已进入到商业应用阶段。2021-2050年,随着生物质能源技术的成熟和生

自然的果汁
忧伤的电脑
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台湾矿产并不多吧

矿业出版品

经济部矿业司九十一年度委办计画进入WTO后东部及宜兰地区矿业发展策略分析

背景说明:

我国矿产资源不丰富,金属矿产与能源矿产生产亦不多,只在非金属矿产有少数矿种可以自给自足,且其分布不均,依据「台湾地区经济统计年报」之统计,我国非金属矿产之蕴藏量主要分布在东部地区,如大理石(宜兰、苏澳至台东成带状分布)、云母(宜兰南澳与东澳、台东利稻、向阳)、滑石(丰田、晴冈、玉理、西林、瑞穗)及白云石(大浊水、清水、和仁、木瓜山、清昌山、玉里)等矿产,蕴藏量丰富。除此之外,尚有蛇纹岩、长石、辉长岩、辉绿岩及片麻岩等可供石材加工及作为工业原料使用之资源,因此,东部地区可说是我国非金属矿产蕴藏量丰富之区域。

东部已开采之矿业种类,包括大理石、石灰石、蛇纹石、白云石、云母及宝石等矿产,其用途系作为石材加工、制造水泥、工业用原料及装饰品。由於矿业产量尚不足以供应国内工业之需求,可供外销比例不多,因此,本区矿业可说为内需型产业,且其发展深受国内下游产业之影响。但在政府藉由产业东移,以促进本区之发展,进而带动工商业之发展下,本区矿业现今已略具成效。

以往我国矿产品产量由於规模小,导致成本居高不下,煤在政府之政策下,采取搭配方式销售给公民营事业,部分则对矿产品采取进口数量之限制或课以关税,以降低对我国矿产品之威胁,如我国对於中国大陆石材成品、半成品,在进入世界贸易组织(WTO)前仍采取限量进口。然而,我国已是(WTO)之一员,在市场自由化政策下,政府势必无法再以限制数量、关税及搭配方式等手段控制国外矿产进口之数量。而我国东部矿产又以非金属矿之石材矿为主,使得我国大理石、蛇纹石等石材加工业发达,业者多集中在东部地区,其相关就业人口约有一万人,其切割及研磨技术水准与能力规模,仅次於义大利。因此,石材相关产业为东部区域经济发展的主力,也是该区域最主要的就业市场,自民国91年(2002)年1月1日起,我国正或成为WTO第144个会员国家,此一产业市场势必自由化与开放,区内矿业及相关制品产业均将因此遭受其影响或冲击,主管当局宜随时掌握研判此一变化,适时提供迅速正确资讯,进而予以必要之协助辅导,实为当务之急。而如何促使东部地区之产业及厂商积极面对WTO之挑战,拟定前瞻性发展策略,则为本研究之重点课题。

日本矿产资源

日本的矿产资源贫乏,虽然其矿产资源种类较齐全,但蕴藏量都很小,因而有人称之为“金属资源标本国”。其主要原因是日本的地面将近2/3为新生界及新期火成岩之喷出岩,地质构造运动激烈且断层多,导致矿床小、矿层薄、矿石杂质含量高。

在日本的矿藏中,煤、石灰石、硫磺以及铜、铋等的蕴藏量相对较大。煤主要分布在北海道和九州。日本煤炭蕴藏量约为86亿吨,已探明的可开采储量仅为10亿吨,这当中有2/3靠近海域,水份和瓦斯含量高,开采费用高。由于能源革命(从煤转向石油等),日本的煤炭生产不断萎缩,1990年日本约采煤800万吨,是1970年的1/5,仅占当年消费量的7.1%。在金属矿中,铜的蕴藏量和开采量都居前列。铜矿区达2000余个,以本州岛的枥木、岩手、秋田、茨城等县为主要产地。硫磺主要产自本州和北海道地区。

目前日本可以基本自给的矿产有硫化铁、硫磺、石灰石和石膏等,铅、锌、铜和煤可以部分自给,其它主要依靠进口。铀矿也靠进口。资源主要依靠进口,决定了日本工业发展和经济结构中最突出的特点是:一方面必须大量进口资源、能源,另一方面又需要将大批量的工业制成品销往海外市场。在大进大出的过程中,日本通过不断开发新技术、提高产品质量、增加新的花色品种、加强售后服务等一系列独具特色的做法,取得了经济发展的巨大成功。

日本阳光计划

日本政府为发展新能源和可再生能源而制订的国家计划。1973年出现世界石油危机,对主要靠进口能源的日本影响较大。为了确保自身能源的稳定供给,日本政府于1974年7月公布了阳光计划,旨在不断扩大开发利用各种新能源,寻找可以替代石油的燃料,并缓解化石能源对于环境的污染。该计划目标长远,规模较大,主要包括太阳能、地热能、氢能的利用,以及煤的气化和液化。技术开发重点是针对上述能源的采集、输送、利用和储存。与此同时,也包括风能、海洋能和生物质能的转换和利用。阳光计划促进了日本新能源产业的发展。太阳能的热利用和光电转换技术均居世界前列,地热发电、波浪发电、燃料电池进入商业性开发,还对褐煤液化和高热值煤气化进行了大规模试验。1993年日本又开始实施新的阳光计划,着重解决清洁能源问题,加速光电池、燃料电池、深层地热、超导发电和氢能等开发利用。

活力的导师
灵巧的飞鸟
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2010年上海世博会将广泛运用生物质材料

( 2007年1月17日 )

2010年上海世博会上,一次性餐具将不再使用传统塑料,而是用生物质材料"玉米塑料"制成,对环境没有任何污染。1月16日,在同济大学百年校庆论坛上,该校材料科学与工程学院副院长任杰教授透露,不仅是一次性杯子、托盘、包装盒,世博会上使用的路牌、胸卡、磁卡也将有可能来源于玉米。

任杰解释说,这种全新的生物质材料叫做"聚乳酸",是将玉米等农作物通过生物发酵技术制备得到的一种"绿色石油"。这种材料可循环利用,走一条从农作物到乳酸、到聚乳酸、到聚乳酸制品、再到自然降解的循环链,于环境无负担。它可以广泛地应用于农用地膜、纤维纺织、一次性产品、包装材料、工程塑料,甚至现代医疗材料等领域,"比如说医疗用的骨钉,现在常使用钢钉,需要取出或替换,如果用了可降解的聚乳酸,骨钉就能在一定时间后自动降解,避免了病患二次痛苦"。

2005年日本爱知世博会已经开始应用聚乳酸这种生物质材料,制成一次性餐具、托盘,甚至是笔记本外壳。任杰对记者表示,爱知世博会上使用的是美国生产的玉米塑料,它采用的是两步法的制备手段,工艺线路繁琐,产率低,成本高,不适合大规模产量化生产。"而在2010年上海世博会,我们将采用一步法的聚乳酸制备工艺,性价比高,既安全又能保证产量。"

任杰表示,用"玉米塑料"做包装材料已经被纳入到世博会专项计划中,用完的废弃杯子或包装盒届时将一并填埋进行自然降解,作为能吸收的物质进行循环利用。据介绍,2005年全球塑料产量达2亿吨,我国产量在1800万吨左右。传统塑料不仅制成过程能耗大,而且制成品除一部分进入循环利用外,其余都通过焚烧、填埋等方法处理,会造成土地浪费及有毒物质释放等严重污染。

任杰还透露,虽然用可食用的玉米制成大批量生物质包装材料已经绰绰有余,但是专家们还在研究使用包括甘蔗、薯类和甜高粱等其他生物质材料制成塑料制品,特别是能源材料。

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导师:齐庆杰导师单位:辽宁工程技术大学学位授予单位:辽宁工程技术大学

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大胆的篮球
贪玩的钻石
2026-05-04 13:58:05
台湾矿产并不多吧 矿业出版品 经济部矿业司九十一年度委办计画进入WTO后东部及宜兰地区矿业 发展策略分析 背景说明: 我国矿产资源不丰富,金属矿产与能源矿产生产亦不多, 只在非金属矿产有少数矿种可以自给自足,且其分布不均,依据「 台湾地区经济统计年报」之统计, 我国非金属矿产之蕴藏量主要分布在东部地区,如大理石(宜兰、 苏澳至台东成带状分布)、云母(宜兰南澳与东澳、台东利稻、 向阳)、滑石(丰田、晴冈、玉理、西林、瑞穗)及白云石( 大浊水、清水、和仁、木瓜山、清昌山、玉里)等矿产, 蕴藏量丰富。除此之外,尚有蛇纹岩、长石、辉长岩、 辉绿岩及片麻岩等可供石材加工及作为工业原料使用之资源,因此, 东部地区可说是我国非金属矿产蕴藏量丰富之区域。 东部已开采之矿业种类,包括大理石、石灰石、蛇纹石、白云石、 云母及宝石等矿产,其用途系作为石材加工、制造水泥、 工业用原料及装饰品。由於矿业产量尚不足以供应国内工业之需求, 可供外销比例不多,因此,本区矿业可说为内需型产业, 且其发展深受国内下游产业之影响。但在政府藉由产业东移, 以促进本区之发展,进而带动工商业之发展下, 本区矿业现今已略具成效。 以往我国矿产品产量由於规模小,导致成本居高不下, 煤在政府之政策下,采取搭配方式销售给公民营事业, 部分则对矿产品采取进口数量之限制或课以关税, 以降低对我国矿产品之威胁,如我国对於中国大陆石材成品、 半成品,在进入世界贸易组织(WTO)前仍采取限量进口。然而, 我国已是(WTO)之一员,在市场自由化政策下, 政府势必无法再以限制数量、 关税及搭配方式等手段控制国外矿产进口之数量。 而我国东部矿产又以非金属矿之石材矿为主,使得我国大理石、 蛇纹石等石材加工业发达,业者多集中在东部地区, 其相关就业人口约有一万人,其切割及研磨技术水准与能力规模, 仅次於义大利。因此,石材相关产业为东部区域经济发展的主力, 也是该区域最主要的就业市场,自民国91年(2002) 年1月1日起,我国正或成为WTO第144个会员国家, 此一产业市场势必自由化与开放, 区内矿业及相关制品产业均将因此遭受其影响或冲击, 主管当局宜随时掌握研判此一变化,适时提供迅速正确资讯, 进而予以必要之协助辅导,实为当务之急。 而如何促使东部地区之产业及厂商积极面对WTO之挑战, 拟定前瞻性发展策略,则为本研究之重点课题。 日本矿产资源 日本的矿产资源贫乏,虽然其矿产资源种类较齐全, 但蕴藏量都很小,因而有人称之为“金属资源标本国”。 其主要原因是日本的地面将近2/ 3为新生界及新期火成岩之喷出岩,地质构造运动激烈且断层多, 导致矿床小、矿层薄、矿石杂质含量高。 在日本的矿藏中,煤、石灰石、硫磺以及铜、 铋等的蕴藏量相对较大。煤主要分布在北海道和九州。 日本煤炭蕴藏量约为86亿吨,已探明的可开采储量仅为10亿吨, 这当中有2/3靠近海域,水份和瓦斯含量高,开采费用高。 由于能源革命(从煤转向石油等),日本的煤炭生产不断萎缩, 1990年日本约采煤800万吨,是1970年的1/5, 仅占当年消费量的7.1%。在金属矿中, 铜的蕴藏量和开采量都居前列。铜矿区达2000余个, 以本州岛的枥木、岩手、秋田、茨城等县为主要产地。 硫磺主要产自本州和北海道地区。 目前日本可以基本自给的矿产有硫化铁、硫磺、石灰石和石膏等, 铅、锌、铜和煤可以部分自给,其它主要依靠进口。铀矿也靠进口。 资源主要依靠进口, 决定了日本工业发展和经济结构中最突出的特点是: 一方面必须大量进口资源、能源, 另一方面又需要将大批量的工业制成品销往海外市场。 在大进大出的过程中,日本通过不断开发新技术、提高产品质量、 增加新的花色品种、加强售后服务等一系列独具特色的做法, 取得了经济发展的巨大成功。 日本阳光计划 日本政府为发展新能源和可再生能源而制订的国家计划。 1973年出现世界石油危机,对主要靠进口能源的日本影响较大。 为了确保自身能源的稳定供给, 日本政府于1974年7月公布了阳光计划, 旨在不断扩大开发利用各种新能源,寻找可以替代石油的燃料, 并缓解化石能源对于环境的污染。该计划目标长远,规模较大, 主要包括太阳能、地热能、氢能的利用,以及煤的气化和液化。 技术开发重点是针对上述能源的采集、输送、利用和储存。 与此同时,也包括风能、海洋能和生物质能的转换和利用。 阳光计划促进了日本新能源产业的发展。 太阳能的热利用和光电转换技术均居世界前列,地热发电、 波浪发电、燃料电池进入商业性开发, 还对褐煤液化和高热值煤气化进行了大规模试验。 1993年日本又开始实施新的阳光计划,着重解决清洁能源问题, 加速光电池、燃料电池、深层地热、超导发电和氢能等开发利用。