生物质能的特性包括
生物质能的特性包括如下:
1、可再生性。生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源, 资源丰富,可保证能源的永续利用。
2、低污染性。生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOpNOi较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要 的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应。
生物质能是指能够当作燃料或者工业原料,活着或刚死 去的有机物。生物质能最常见于动植物所制造的生物燃料,或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物。也包括以生物可降解的废弃物制造的燃料。但那些已经变质成为煤炭或石油等的有机物质除外。
许多的植物都被用来生产生物质能,包括芒草、柳枝 稷、麻、玉米、杨树、柳树、甘蔗和棕榈树。一些特定采用的植物通常都不是非常重要的终端产品,但却会影响原料的处理过程。因为对能源的需求持续增长,生物质能的工业也随着水涨船高。
虽然化石燃料原本为古老的生物质能,但是因为所含的碳已经离开碳循环太久了,所以并不被认为是生物质能。燃烧化石燃料会排放二氧化碳至大气中。
生物可降解塑料大致分为七种
一、PLA
环球塑化网认为聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。据了解,PLA用量占生物可降解塑料的45.1%,是当之无愧的主力军!
二、聚3-羟基烷酸酯(PHA)
PHA是由微生物通过各种碳源发酵而合成的不同结构的脂肪族共聚聚酯。其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)及PHB和PHV的共聚物(PHBV)。主要用途为:一次性餐具、无纺布、包装材料、农用覆膜、玩具、包膜、胶、纤维等多种可降解产品。
三、聚ε-己内酯(PCL)
聚ε-己内酯(PCL)是由ε-己内酯经开环聚合得到的低熔点聚合物,其熔点仅62℃。PCL的降解性研究从1976年就已开始,在厌氧和需氧的环境中,PCL都可以被微生物完全分解。
四、聚酯类--PBS/PBSA
PBS 以脂肪族丁二酸、丁二醇为主要生产原料的, 既可以通过石油化工产品满足需求, 也可通过淀粉、纤维素、葡萄糖等自然界可再生农作物产物, 经生物发酵途径生产, 从而实现来自自然、回归自然的绿色循环生产。而且采用生物发酵工艺生产的原料, 还可大幅降低原料成本, 从而进一步降低PBS 成本。
五、脂肪族芳香族共聚酯
德国BASF公司所制造的脂肪族芳香族无规共聚酯(Ecoflex),其单体为:己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇。目前生产能力在14万吨/年。同时开发了以聚酯和淀粉为主的生物降解塑料制品。
六、聚乙烯醇(PVA)
水溶性PVA薄膜是在国际上崭露头角的一种新型塑料产品。它利用了PVA 的成膜性、水和生物两种降解特性,可完全降解为CO2和H2O,是名符其实的绿色高新环保包装材料。
七、二氧化碳共聚物
一种正在研究的新型合成材料,以二氧化碳为单体原料在双金属配位PBM型催化剂作用下,被活化到较高的程度时,与环氧化物发生共聚反应,生成脂肪族聚碳酸酯(PPC),经过后处理,就得到二氧化碳树脂材料。国内内蒙古蒙西集团公司采用长春应用化学研究所的技术,已建成年产3000吨二氧化碳/环氧化合物共聚物树脂的装置,产品主要应用在包装和医用材料上。
这还是针对100%PLA原料的产品,如果为改善其耐温等特性,往往更加难以降解。
也就是说,需要进行单独回收,然后分类,再进行数个月的商业堆肥,PLA才会降解。这无疑需要巨大的能源成本。至于大自然中即可降解,那无非就是厂家未具体说明导致大众对其的误解。
许多的植物都被用来生产生物质能,包括了芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和棕榈树。[1]。一些特定采用的植物通常都不是非常重要的终端产品,但却会影响原料的处理过程。因为对能源的需求持续增长,生物质能的工业也随着水涨船高。
虽然化石燃料原本为古老的生化质能,但是因为所含的碳已经离开碳循环太久了,所以并不被认为是种生物质能。燃烧化石燃料会排放二氧化碳至大气中。
“取之不尽、用之不竭”的独特特点。 生物能是以生物为载体将太阳能以化学能形式贮存的一种能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用,其蕴藏量极大,仅地球上的植物,每年生产量就像当于目前人类消耗矿物能的20倍。在各种可再生能源中,生物质是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料 。据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达 2x1011t ,含能量达 3x1021j。
生物能是第四大能源,生物质遍布世界各地,世界上生物质资源数量庞大,形式繁多,它包括薪柴,农林作物,农业和林业残剩物,食品加工和林产品加工的下脚料,城市固体废弃物,生活污水和水生植物等等(中国生物质资源主要是农业废弃物及农林产品加工业废弃物、薪柴、人畜粪便、城镇生活垃圾等四个方面)。
破坏性生物降解塑料:破坏性生物降解塑料当前主要包括淀粉改性(或填充)聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等。
完全生物降解塑料:完全生物降解塑料主要是由天然高分子(如淀粉、纤维素、甲壳质)或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得,如热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均属这类塑料。
国内外生物降解塑料现状与发展趋势
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从原材料上分类,生物降解塑料至少有以下几种:
1.聚己内酯(PCL)
这种塑料具有良好的生物降解性,熔点是62℃。分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起,或与乳酸聚合使用。
2.聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物
以PBS(熔点为114℃)为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化生产,规模在千吨左右。
中科院理化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。目前中科院理化研究所正在筹建年产万吨的PBS生产线、广东金发公司建成了年产1000吨规模的生产线等。
3.聚乳酸(PLA)
美国Natureworks公司在完善聚乳酸生产工艺方面做了积极有效的工作,开发了将玉米中的葡萄糖发酵制取聚乳酸,年生产能力已达1.4万吨。日本UNITIKA公司,研发和生产了许多种制品,其中帆布、托盘、餐具等在日本爱知世博会被广泛使用。
我国目前产业化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司(规模5000千吨/年生产线),正在中试的单位有上海同杰良生物材料有限公司、江苏九鼎集团等。
4.聚羟基烷酸酯(PHA)
目前国外实现工业化生产的主要为美国和巴西等国。目前国内生产单位有宁波天安生物材料有限公司(规模2千吨/年),正在中试的单位有江苏南天集团股份有限公司、天津国韵生物科技有限公司等。
利用可再生资源得到的生物降解塑料,把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起,生产可降解性塑料的技术也已经研究成功。在欧美国家,淀粉和脂肪族聚酯的共混物被广泛用来生产垃圾袋等产品。国际上规模最大、销售最好的是意大利的Novamont公司,其商品名为Mater-bi,公司的产品在欧洲和美国有较大量的应用。
国内研究和生产的单位很多,其中产业化的单位有武汉华丽科技有限公司(规模8千吨/年)、浙江华发生态科技有限公司(8千吨/年)、浙江天禾生态科技有限公司(5千吨/年)、福建百事达生物材料有限公司(规模2千吨/年)、肇庆华芳降解塑料有限公司(规模5千吨/年)等。
5.脂肪族芳香族共聚酯
德国BASF公司所制造的脂肪族芳香族无规共聚酯(Ecoflex),其单体为:己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇。目前生产能力在14万吨/年。同时开发了以聚酯和淀粉为主的生物降解塑料制品。
6.聚乙烯醇(PVA)类生物降解塑料
如意大利NOVMANT的MaterBi产品在上世纪90年代主要是在淀粉中加入PVA,它能吹膜,也能加工其它产品。聚乙烯醇类材料,需要经过一定的改性后方具有良好的生物降解性能,北京工商大学轻工业塑料加工应用研究所在这方面取得了一定成果。
7.二氧化碳共聚物
国外,最早研究二氧化碳共聚物的国家主要为日本和美国,但一直没有工业化生产。
国内内蒙古蒙西集团公司采用长春应用化学研究所的技术,已建成年产3000吨二氧化碳/环氧化合物共聚物树脂的装置,产品主要应用在包装和医用材料上。中科院广州化学研究所陈立班博士开发的低分子量二氧化碳共聚物技术已在江苏泰兴开始投产,品种是低相对分子质量二氧化碳/环氧化合物共聚物,用来作为聚氨酯发泡材料的原材料,用于家用电器等的包装。河南天冠集团采用中山大学孟跃中教授的技术,已经建成中试规模的二氧化碳共聚物生产线,预计今年能中试生产。
其它如甲壳素、聚酰胺、聚天冬酸、聚糖、纤维素等均在研发之中。
发展现状和趋势
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根据日本生物降解塑料研究会的资料,2002年日本生物降解塑料生产量约1万吨,2003年约2万吨,2005年约4万吨,到2010年预计达到10~20万吨左右。
根据欧洲生物塑料协会资料,2001年的数字显示,欧盟可生物降解产品的消费量为2.5~3万吨,而传统聚合物的用量高达3500万吨。欧洲生物塑料协会预计2010年传统聚合物的用量将达到5500万吨,而生物降解塑料的用量届时会达到50~100万吨。可生物降解材料最终可能会占据10%的市场份额。在生物降解材料中原料采用可再生资源的比例将占到90%以上。
按照中国塑协降解塑料专业委员会的统计,我国2003年生物降解材料的用量约15000吨,其中不添加淀粉的生物降解聚合物约1000吨。2005年从事生物降解塑料的企业约30家,生产能力6万吨/年,实际生产约3万吨,国内市场需求约5万吨,国外进口1万吨,出口2万吨。预计2010年产能将达到25万吨左右。
国内外政策
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一些发达国家还以循环经济思想为指导,使用可降解一次性用具,如瑞典在20世纪80年代末就试制马铃薯和玉米制的一次性快餐盒,韩国用法律强制性规定使用用糯米做的牙签等。欧洲制定了有关可生物降解堆肥塑料的标准EN13432《利于堆肥和生物降解来回收的包装物试验和最终评价的要求》,而其他有关推进有机废弃物堆肥处理的政令在积极制订和准备中。美国政府从1996年起设置了总统绿色化学挑战奖,鼓励发展生物降解塑料产业。纽约州1989年开始禁止使用非生物降解蔬菜袋,对生产降解塑料的厂家给予补贴,并要求市民将可再生与不可再生垃圾分开,否则罚款500美元。
其他一些国家也采取了类似对策:印度已经立法禁止在奶制品行业使用塑料包装;南非法律已经全面禁止使用塑料包装袋。随着各国立法的发展,可生物降解的新型包装材料可望日益普及。
在我国,随着对降解塑料理解的加深,已充分认识到这种材料及其产业对我国可持续发展的战略作用。可生物降解塑料的普及应用已是众望所归。我国人大于2004年通过了《可再生能源法(草案)》和《固废法(修订)》,鼓励再生生物质能的利用和降解塑料推广应用。在国家发展和改革委员会2005年的40号文件中,也明确要鼓励生物降解塑料的使用和推广。2006年,国家发展和改革委员会又启动了关于推广生物质生物降解材料发展的专项基金项目。
生物降解塑料发展面临的问题和困难
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但是,目前尽管有关降解塑料的研究和报道较多,但许多具体问题不能解决,推广异常困难,前景不容乐观。原因是:一是因为可降解塑料袋承重能力低,不能满足顾客多装东西和反复使用的要求;二是可降解塑料袋色泽暗淡发黄,透明度低,给人一种不够清洁和难看之感,用起来不放心;三是价格偏高,由于商家是免费赠送,所以成本难以接受。
又如,为解决EPS快餐饭盒对环境的污染问题。试图用纸饭盒或可降解塑料饭盒代替。但是由于存在下述原因,极难推广:一是EPS强度高、质轻、保温性好;二是纸饭盒价格是EPS的1.5~2.5倍;三是即使采用降解PP饭盒,其性能也比不上EPS。最近,我国有关部门要求使用植物纤维制作一次性餐具代替EPS。然而,由于在这种植物纤维餐具的成型过程中使用了高分子热溶胶,所以仍然存在处理问题及残留在植物纤维餐具中的农药含量控制问题。
因此,开发研究降解塑料仍有很长的路要走。
产业发展的政策和措施建议
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(一)加快产品应用研发和产业化
目前,生物降解塑料制品的性能还无法完全满足消费者需求,尽管目前市场上已有的品种众多,但每种材料本身的机械和加工性能只是某一方面有突出的特性,综合性能还存在这样或那样的不足,这一点将是制约其市场应用推广的瓶颈之一。在开发生物降解塑料制品的同时,国内企业应该注意加快有自主知识产权、创新型产品和用途的开发。由于,国外对生物降解塑料制品研发和生产应用相对较早,已经申请了许多专利,从而给国内企业开发新产品时,造成了一定的技术壁垒。拿聚乳酸的专利来举例子,2005年,国外有关聚乳酸专利有1700多项,而我国公开的专利只有145项,而其中还有一半以上是国外公司的专利。因此,国内企业应该加强有自主知识产权的产品的开发。
(二)加强制品加工开发研究
其次是目前国内从事制品加工研究的力量尚显薄弱,大部分企业将关注的重点集中在材料合成上,而忽略了制品加工开发,一些生物降解塑料做成的餐饮具在耐热、耐水及机械强度方面与传统塑料制品相差较远,而这一点恰恰是生物降解塑料能否大规模市场化的关键。
(三)完善垃圾回收处理体系,促进生物降解塑料再利用进程
缺乏配套完善的回收处理体系也制约着产品进一步推广。所以一定要对降解塑料进行明确标识,再加以回收。能再利用的,收集后再进行成型加工成制品;对不能再利用的要考虑合理处理的办法。针对传统塑料添加淀粉等再生资源的降解塑料,可以采用热能回收的垃圾处理系统。对生物降解塑料,可着重考虑堆肥的处理办法。
(四)加快制订相关政策和法规
1.专项资金支持
对生物降解塑料制品的应用和发展采取补贴政策,包括中央政府补贴和地方政府补贴。中央财政可通过科技攻关资金、贴息等进行补贴,如奥运一次性生物降解塑料制品示范和推广工作等。
国家可以考虑对利用生物质原料生产生物降解塑料的企业采用低息贷款政策、技术改造专项贷款、信用担保政策等来鼓励产业发展。
2.税收政策
目前没有关于生物降解塑料的产品进口采用低税率的明文规定,为促进行业发展应该制定关税优惠税率。
为鼓励和扶持一些企业的发展,可以按照新的企业所得税条例规定减免优惠政策,如:一是民族区域自治地方的企业需要照顾和鼓励的,经省级人民政府批准,可以实行定期减免和免税;二是法律、行政法规和国务院有关规定给予减税免税的企业依照规定执行。
3.对传统塑料加强回收再利用,增收回收税
国外对塑料制品使用后的回收再利用非常重视,如根据欧盟委员会修订过的指导性法律,欧盟成员国应在2008年至2015年间将本国包装垃圾的再利用率提高到55%以上,其中玻璃包装再利用率达到60%,金属包装达到50%,塑料包装达到22.5%,木制包装达到15%。欧盟委员会指出,2001年,仅包装垃圾再利用一项就使欧盟二氧化碳气体排放减少了0.6%,这表明提高包装垃圾再利用率不但可以减少包装材料对能源的消耗,节约建设焚烧处理场的费用,而且可以降低包装材料生产过程对环境的污染,对减少温室气体排放、保护环境是一个非常切实有效的措施。因此必须加强传统塑料强制回收工作。而对回收成本较高的一次性的塑料包装制品,加收10%~100%的回收税。对不能回收的一次性塑料包装制品,规定必须使用可生物降解塑料。
对传统塑料一次性用品进行征税国外很早就有先例。2002年3月,爱尔兰政府开始征收塑料袋增值税,根据爱尔兰政府的规定,顾客在市场上购物时,每使用一个塑料袋将征收15欧分的税款。爱尔兰使用塑料袋的数量却是惊人的,每年免费发放给购物者的塑料袋高达12亿个,加起来重达1.4万吨。平摊下来,每人平均一年大约要消费325个塑料袋。塑料袋增值税生效后一个月内,塑料袋的消费就骤减90%以上。
4.适当限制某些传统塑料制作的一次性非降解包装产品
适当限制甚至分期分批禁止某些传统塑料制作的一次性非降解包装产品,如一次性垃圾袋、购物袋、日用品外包装、一次性快餐具、一次性塑料杯、一次性食品包装容器、一次性食品包装膜、一次性工业包装等。
5.分期分批推广降解塑料
按照行业生产能力和制品生产技术,逐步推进降解塑料的推广进度。在2010年以前,以推动生物降解塑料为主线,辅以淀粉等天然材料共混传统塑料的产品,对这两类产品分别给予政策支持,但前者力度要大于后者。在2010年以后,全面推广生物降解塑料,对淀粉添加传统塑料类型制品不再享受优惠政策。
6.加强行业协会桥梁作用
加强中国塑料加工工业协会降解塑料专业委员会的行业桥梁作用,给与行业协会资金支持,利用行业协会加强对企业投资、生产方向、产品定位等的引导,促进行业内外交流,促进国内外交流和贸易,以及充分的政策调研和行业统计工作等
根据日本生物降解塑料研究会的资料,2002年日本生物降解塑料生产量约1万吨,2003年约2万吨,2005年约4万吨,到2010年预计达到10~20万吨左右。
根据欧洲生物塑料协会资料,2001年的数字显示,欧盟可生物降解产品的消费量为2.5~3万吨,而传统聚合物的用量高达3500万吨。欧洲生物塑料协会预计2010年传统聚合物的用量将达到5500万吨,而生物降解塑料的用量届时会达到50~100万吨。可生物降解材料最终可能会占据10%的市场份额。在生物降解材料中原料采用可再生资源的比例将占到90%以上。
按照中国塑协降解塑料专业委员会的统计,中国2003年生物降解材料的用量约15000吨,其中不添加淀粉的生物降解聚合物约1000吨。2005年从事生物降解塑料的企业约30家,生产能力6万吨/年,实际生产约3万吨,国内市场需求约5万吨,国外进口1万吨,出口2万吨。预计2010年产能将达到25万吨左右,详见《前瞻中国生物降解塑料行业深度调研与投资战略规划分析报告》。
一些发达国家还以循环经济思想为指导,使用可降解一次性用具,如瑞典在20世纪80年代末就试制马铃薯和玉米制的一次性快餐盒,韩国用法律强制性规定使用用糯米做的牙签等。欧洲制定了有关可生物降解堆肥塑料的标准EN13432《利于堆肥和生物降解来回收的包装物试验和最终评价的要求》,而其他有关推进有机废弃物堆肥处理的政令在积极制订和准备中。美国政府从1996年起设置了总统绿色化学挑战奖,鼓励发展生物降解塑料产业。纽约州1989年开始禁止使用非生物降解蔬菜袋,对生产降解塑料的厂家给予补贴,并要求市民将可再生与不可再生垃圾分开,否则罚款500美元。
其他一些国家也采取了类似对策:印度已经立法禁止在奶制品行业使用塑料包装;南非法律已经全面禁止使用塑料包装袋。随着各国立法的发展,可生物降解的新型包装材料可望日益普及。
在中国,随着对降解塑料理解的加深,已充分认识到这种材料及其产业对中国可持续发展的战略作用。可生物降解塑料的普及应用已是众望所归。中国人大于2004年通过了《可再生能源法(草案)》和《固废法(修订)》,鼓励再生生物质能的利用和降解塑料推广应用。在国家发展和改革委员会2005年的40号文件中,也明确要鼓励生物降解塑料的使用和推广。2006年,国家发展和改革委员会又启动了关于推广生物质生物降解材料发展的专项基金项目。
生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。“纸”是一种典型的生物降解材料,而“合成塑料”则是典型的高分子材料。因此,生物降解塑料是兼有“纸”和“合成塑料”这两种材料性质的高分子材料。
二 主要产品分类
生物降解塑料又可分为完全生物降解塑料和破坏性生物降解塑料两种。
1. 完全生物降解塑料主要是由天然高分子(如淀粉、纤维素、甲壳质)或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得,如热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均属这类塑料。
2. 破坏性生物降解塑料当前主要包括淀粉改性(或填充)聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等。
三 生物降解塑料代表产品
从原材料上分类,生物降解塑料至少有以下几种:
1. 聚己内酯(PCL)
2. 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物
3. 聚乳酸(PLA)
4. 聚羟基烷酸酯(PHA)
5. 脂肪族芳香族共聚酯
6. 聚乙烯醇(PVA)
7. 二氧化碳共聚物
8. 聚-β-羟基丁酸酯(PHB)
四 产业发展:
在我国,随着对降解塑料理解的加深,已充分认识到这种材料及其产业对我国可持续发展的战略作用。可生物降解塑料的普及应用已是众望所归。我国人大于2004年通过了《可再生能源法(草案)》和《固废法(修订)》,鼓励再生生物质能的利用和降解塑料推广应用。在国家发展和改革委员会2005年的40号文件中,也明确要鼓励生物降解塑料的使用和推广。2006年,国家发展和改革委员会又启动了关于推广生物质生物降解材料发展的专项基金项目。
在行业内的代表性企业有:广州长康环保科技有限公司、广东上九、南京比澳格、广东金发、浙江鑫富、内蒙古蒙西集团等等,还有更多已在市场上大放异彩和在筹划中的企业,相信在不久的将来,生物降解塑料---我们人人都将用到。
1.2 发展生物炼油化工厂有利于保护环境
生物柴油是清洁运输燃料,混入一种20%生物柴油的车用柴油可降低颗粒物排放14%、总碳氧化物排放13%、SOx排放70%以上,因此会减少空气污染。使用生物柴油还有利于减少CO2引起的温室效应,因为植物生长吸收的CO2大于生物柴油燃烧产生的CO2。除此之外,生物炼油化工厂生产的高附加值精细化工产品具有生物可降解性,生产的某些大宗化工产品(如表面活性剂)也具有生物可降解性,有利于保护环境[2,4]。
1.3 从石油加工转向生物质加工的过程中,开始对我国能源和化工产业结构进行调整
从长远来看,随着矿石燃料的枯竭,生物质加工必然代替石油加工,以美国为首的西方国家已经开始对它们的能源和化工产业结构进行调整。除了用生物质燃料代替部分石油燃料外,美国还开发了很多生物质化工产品,其中大豆生物柴油的深加工产品如表2所示,它已形成新兴产业,并且美国还在继续开发新的产品。
表2 美国大豆生物柴油深加工产品的生产销售状况[6]
产品 生产供销商(家) 产品 生产供销商(家)
粘结剂 2 农业助剂 5
除尘剂 6 介电液 2
液压油 5 工业清洁剂 29
工业润滑剂 13 金属加工液 13
除臭液 2 脱漆剂 6
油墨 29 油墨溶剂 3
以生物质原料替代石油来生产燃料与化工产品,这是原料路线的重大调整。发展生物炼油化工厂,也就启动了我国对能源和化工产业结构的调整。
发展生物炼油化工厂,将增加就业机会。同时,生物炼油厂的原料主要来自农业和林业,大量原料的需求必将增加农民和林业工人的收入。
从长远发展战略来看,发展生物炼油化工厂将是我国起步迈上生物质经济时代的开始,是贯彻我国以人为本、全面协调可持续发展的科学发展观的一条途径
应用领域正不断扩展
可资源化利用的生物质材料主要包括直接利用光合作用合成有机物的植物,如农作物秸秆、稻壳、玉米芯、废弃木材和城市垃圾等还包括间接利用光合作用产物而形成的有机质,如畜禽粪便、蟹壳、虾皮和贝壳等,以及光能自养型的原核生物藻类。
目前,生物质高效综合利用领域分布在能源、生态农业、环境修复、建材等。以能源领域应用为例,包括生物质制乙醇和生物质发电。前者是生物质高效综合利用最传统的途径,我国2018年生物质燃料乙醇产量约为340万吨,逐渐成为液体燃料的重要组成部分后者在国家财政补贴的大力支持下,发电规模迅速增长,生物质发电量2019年已达1111亿千瓦时。
以生态农业领域为例,秸秆还田是重要一环,重点在于秸秆的收集和就近还田。生物质通过堆肥等发酵方法制备的有机肥,可以有效提高农田有机质含量和土壤肥力,完善农作物根系的生态系统功能,实现农作物优质增产。
生物质材料未来的应用领域正向高值化利用方向拓展,如模块化建材、生物质碳纤维、生物质储能材料、生物质环境修复材料等。
在模块化建材方面,秸秆复合墙板、重组木、新型纤维板、木塑复合材料和生物钢等涉及生物质建材的几大成型产业,将为建筑行业装配式被动房的模块化、环保化和节能化作出重要贡献。
在生物质材料还田方面,一些新的应用技术正接近实用化,如生物质可降解地膜、生物炭直接还田等正获得小规模推广。
在生物质碳纤维方面,优质的生物质基碳纤维前驱体是重要方向。木质素含碳量比纤维素高,采用干喷湿纺碳化和熔融纺丝的工艺制备木质素碳纤维,提高木质素的热熔性和可纺性是未来的研究趋势。
在生物质储能方面,利用生物质材料制备炭材料,用作电池中石墨的替代品,提升锂离子电池的储能性能。在生物质环境修复方面,生物炭材料在其中的应用前景也最大。
生物质:由光合作用产生的所有生物有机体的总称,包括植物、农作物、林产物等。其中含有淀粉、纤维素、木质素等成分。纤维素是由葡萄糖基组成的线形大分子;半纤维素是一群复合聚糖的总称不同植物的复合聚糖的组分也不同;木质素是自然界最复杂的天然聚合物之一,它的结构中重复单元之间缺乏规则性和有序性。木质素是可再生的植物纤维资源中蕴藏太阳能最高的部分。
生物质特点:
◎可再生,储量丰富。仅每年再生的纤维素和木质素折合成能量相当于石油年产量的15~20倍。
◎ 大部分已高度氧化,作为化工原料可避免氧化步骤。
◎比矿物原料更清洁。生物质来源于CO2,燃烧后不增加大气中CO2的含量。
◎季节性强,产量、质量不稳定。
◎ 需要大量土地。
我国生物质能资源相当丰富,仅各类农业废弃物(如秸秆等)的资源量每年即有3.08亿吨标煤,薪柴资源量为1.3亿吨标煤,加上粪便、城市垃圾等,资源总量估计可达6.5亿吨标煤以上,约相当于1995年全国能源消费总量的一半。我国农村能源消费的70%为生物质,主要是直接燃烧,效率低又影响局部环境。1997年,相继发生的成都双流机场和京石高速公路关闭事件,引起了政府及社会各界的关注。