能源化学工程专业好不好?
能源化学工程专业是教育部于2010年批准建立的国家战略性新兴产业首批本科专业,是为了加速我国能源发展、解决能源问题和满足国家重大能源战略需求而设立的本科专业,涵盖可再生能源发电、石油炼制及石油化工、化学储能与能量转换,生物质能和氢能等,属于能源、化工、环境和材料的交叉学科。
本专业具有良好的教学设施与科研平台,可依托“国家级本科工程教育中心”、“国家级虚拟仿真实验室教学示范中心”、“广州市清洁交通能源化学重点实验室”等多个国家级、省部级科学平台及企业合作建立的高水平技术研发中心展开学术研究及学生培养。
能源化学工程专业是教育部于2010年批准建立的国家战略性新兴产业首批本科专业,是为了加速我国能源发展、解决能源问题和满足国家重大能源战略需求而设立的本科专业,涵盖可再生能源发电、石油炼制及石油化工、化学储能与能量转换,生物质能和氢能等,属于能源、化工、环境和材料的交叉学科。
广东工业大学能源化学工程专业依托的“化学工程与技术”学科是广东省“211工程”重点学科,入选广东省优势重点学科,广东省高水平大学建设学科,拥有一级学科博士点、博士后流动站,在全国第四轮学科评估中获评B(前25%)成绩。同时,广东工业大学工程学、化学、材料科学、环境科学/生态学科均进入ESI全球学科前1%。本专业以广东省完整的新能源产业链和丰富的生物质资源为背景,将绿色合成与节能技术应用在新能源、新材料、节能环保等领域,调整广东省化工产业结构、提高产品附加值、增强国际竞争力,实现产业链条高端化,生产过程清洁化,终端产品专用化,重点建设电化学储能、生物质能与氢能的研究与应用。
能源化学工程专业培养学生掌握能源化学工程、电化学工程及催化技术等方面的基础理论和基础知识;掌握新能源、能量储存与转换的理论基础;掌握化石能源的清洁利用技术,燃料电池系统与氢能利用;电化学功能材料与能源储存转换技术,可再生能源(太阳能、风能、生物质能、海洋能等)利用途径;能在新能源的利用和转化领域内从事专业经营管理和科研开发;学生主要学习化学电源与物理电源(燃料电池、锂电池、Ni-H电池、太阳能电池、生物电池等)的利用技术,学习能源材料与能源转换材料(储能材料、电极材料、光电转换材料等)的设计与合成,燃料化学与工程中催化剂、添加剂、高能碳氢燃料等新型燃料或能提高燃料利用效率的技术。
2、能源化学工程专业就业方向
毕业生可在科研院所或高等院校从事科研教学工作,或在能源化工类相关的企事业单位和政府行政管理部门从事应用基础研究、技术开发、生产技术管理等工作。
从事行业:
毕业后主要在新能源、环保、石油等行业工作,大致如下:
1 新能源
2 环保
3 石油/化工/矿产/地质
4 学术/科研
5 机械/设备/重工
6 教育/培训/院校
7 汽车及零配件
8 专业服务(咨询、人力资源、财会)
从事岗位:
毕业后主要从事销售工程师、设备工程师、等工作,大致如下:
1 销售工程师
2 设备工程师
3 研发工程师
4 验证工程师
5 qa
6 工艺工程师
7 销售经理
8 制剂研究员
能源化学工程英文名称:Energy Chemical Engineering 本专业为2011年新增专业,本专业主要学习能源的种类,能量储存与转换的理论基础,了解化石能源的清洁利用技术;燃料电池系统与氢能利用;电化学能源储存转换技术;可再生能源(太阳能、风能、生物质能、海洋能等)利用途径;培养出专业的技术人才。
2011年新增专业:能源化学工程专业介绍
本专业为2011年新增专业,本专业主要学习能源的种类,能量储存与转换的理论基础,了解化石能源的清洁利用技术;燃料电池系统与氢能利用;电化学能源储存转换技术;可再生能源(太阳能、风能、生物质能、海洋能等)利用途径;培养出专业的技术人才
首批开设能源化学工程专业的高校:
北京理工大学,哈尔滨工业大学,,北京化工大学,华北电力大学,中国石油大学(北京),大连理工大学,中国矿业大学,东北石油大学,西北大学,新疆大学。
全国1660多个人才网站平均每天都有4,000多个能源化工产业的相关职缺,预计今年将可增加超过50,000个与能源化工相关的就业机会。
近年来全国高等院校化工专业毕业生供需会议不断传出利好消息,全国能源化工类人才的需求十分旺盛,同时能源化工类毕业生还能享受全国“联网交流”的政策。据全国化工人才交流中心有关负责人介绍,目前排名世界500强的能源化工企业绝大多数都在中国各地设立了公司,同时民营化工企业迅速崛起,数量大大增加,这些都在客观上拉动了能源化工人才的需求。近年来,我国石油、石化、能源化工等基础工业对高层次人才需求保持平稳发展,如中国石化集团公司年毕业生需求量一直保持在6000人左右的规模。
能源化工是一个很大的领域,包含了环境工程、生物化工、材料科学、制药工程、安全与程控等。化学、能源化工出身的大学毕业生经过四年的学习与训练,大致上皆有基本的专业研究与实验能力。现今的就业市场对能源化工专业求才若渴。换句话说,能源化工人的辞典里是没有“无业游民”这四个字的!
专家建议:能源化工专业大学生除学好专业知识外,还要掌握相邻专业和学科的知识,了解质量监督、管理、检测领域的相关知识,如果将来从事销售工作也很有优势。
祝你好运!
1.2能源与环境
人类正面临着发展与环境的双重压力。经济社会的发展以能源为重要动力,经济越发展,能源消耗多,尤其是化石燃料消费的增加,就有两个突出问题摆在我们面前:一是造成环境污染日益严重,二是地球上现存的化石燃料总有一天要掘空。按消费量推算,世界石油资源在今后50年到80年间将最终消耗殆尽。到2059年,也就是世界上第一口油井开钻二百周年之际,世界石油资源大概所剩无几。另一方面,由于过度消费化石燃料,过快过早地消耗了这些有限的资源,释放大量的余能量和碳素,打破了自然界的能量和碳平衡,是造成臭氧层破坏,全球气候变暖,酸雨等灾难性后果的直接因素。这就是说,如果不发展出新的能源来取代化石常规能源在能源结构中的主导地位,在21世纪必将发生严重的、灾难性的能源和环境危机,是人类在下一世纪所面临的三大最可能发生的灾难之一。
1.国家安全
固然,发展生物质能源不是获得新的能源的唯一途径,人类可以采用高技术手段获得核能源,但其中的危害也是有目共睹的。首先,核能源的发展极可能给已经不安的世界带来新的不稳定因素,甚至直接威胁到人类的生存环境;其次,各国或各集团在人类下世纪技术水平下所能到达的有限外太空区域内进行的能源开发,将不可避免地引发新的争夺或争端,其祸福不言自明。而生物质能源则不仅是最安全、最稳定的能源,而且通过一系列转换技术,可以生产出不同品种的能源,如固化和炭化可以生产因体燃料,气化可以生产气体燃料,液化和植物油可以获得液体燃料,如果需要还可以生产电力等等。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,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。
2.国外生物质能技术的发展状况
生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。有许多国家都制定了相应的开发研究计划,在日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。其它诸如丹麦、荷兰、德国、法国、加拿大、芬兰等国,多年来一直在进行各自的研究与开发,并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系,拥有各自的技术优势。
2.1沼气技术
主要为厌氧法处理禽畜粪便和高浓度有机废水,是发展较早的生物质能利用技术。80年代以前,发展中国家主要发展沼气池技术,以农作物秸秆和禽畜粪便为原料生产沼气作为生活炊事燃料。如印度和中国的家用沼气池;而发达国家则主要发展厌氧技术,处理禽畜粪便和高浓度有机废水。目前,日本、丹麦、荷兰、德国、法国、美国等发达国家均普遍采取厌氧法处理禽畜粪便,而象印度、菲律宾、泰国等发展中国家也建设了大中型沼气工程处理禽畜粪便的应用示范工程。采用新的自循环厌氧技术。荷兰IC公司已使啤酒废水厌氧处理的产气率达到10m3/m3.d的水平,从而大大节省了投资、运行成本和占地面积。美国、英国、意大利等发达国家将沼气技术主要用于处理垃圾,美国纽约斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元,采用湿法处理垃圾,日产26万m3沼气,用于发电、回收肥料,效益可观,预计10年可收回全部投资。英国以垃圾为原料实现沼气发电18MW,今后10年内还将投资1.5亿英镑,建造更多的垃圾沼气发电厂。
2.2生物质热裂解气化
早在70年代,一些发达国家,如美国、日本、加拿大、欧共体诸国,就开始了以生物质热裂解气化技术研究与开发,到80年代,美国就有19家公司和研究机构从事生物质热裂解气化技术的研究与开发;加拿大12个大学的实验室在开展生物质热裂解气化技术的研究;此外,菲律宾、马来西亚、印度、印尼等发展明家也先生开展了这方面的研究。芬兰坦佩雷电力公司开始在瑞典建立一座废木材气化发电厂,装机容量为60MW,产热65MW,1996年运行:瑞典能源中心取得世界银行贷款,计划在巴西建一座装机容量为20-3OMW的发电厂,利用生物质气化、联合循环发电等先进技术处理当地丰富的蔗渣资源。
2.3生物质液体燃料
另一项令人关注的技术,因为生物质液体燃料,包括乙醇、植物油等,可以作为清洁燃料直接代替汽油等石油燃料。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家,70年代中期,为了摆脱对进口石油的过度依赖,实施了世界上规模最大的乙醇开发计划,到1991年,乙醇产量达到130亿升,在980万辆汽车中,近400万辆为纯乙醇汽车,其余大部分燃用20%的乙醇-汽油混合燃料,也就是说乙醇燃料已占汽车燃料消费量的50%以上。1996年,美国可再生资源实验室已研究开发出利用纤维素废料生产酒精的技术,由美国哈斯科尔工业集团公司建立了一个1MW稻壳发电示范工程:年处理稻壳12,000吨,年发电量800万度,年产酒精2,500吨,具有明显的经济效益。
2.4其它技术
此外,生物质压缩技术可书固体农林废弃物压缩成型,制成可代替煤炭的压块燃料。如美国曾开发了生物质颗粒成型燃料:泰国、菲律宾和马来西亚等第三世界国家发展了棒状成型燃料。
3.我国的生物质能源
我国基本上是一个农业国家农村人口占总人口的70%以上,生物质一直是农村的主要能源之一,在国家能源构成中也占有益要地位。
3.1生物质能资源
我国现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷,理论上生物质资源理可达650亿吨/年以上(在但第平方公里土地面积上,植物经过光合作用而产生的有机碳量,每年约为158吨)。以平均热值为15,000千焦/公斤计算,折合理论资源最为33亿标准煤,相当于我国目前年总能耗的3倍以上。
实际上,目前可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。据调查,目前我国秸秆资源量已超过7.2亿吨,约3.6亿吨标准煤,除约1.2亿吨作为饲料、造纸、纺织和建材等用途外其余6亿吨可作为能源用途:薪柴的来源主要为林业采伐、育林修剪和薪炭林,一项调查表明:我国年均薪柴产量约为1.27亿吨,折合标准煤0.74亿吨:禽畜粪便资源量约1.3亿吨标准煤;城市垃圾量生产量约1.2亿吨左右,并以每年8%-10%的速度增,据估算,我国可开发的生物质能资源总量约7亿吨标准煤。
3.2生物质能源和利用
我国生物质的能源利用绝大部分用于农村生活能源,极少部分用于乡镇企业的工业生产:而利用方式长期来一直以直接燃烧为主,只是近年来才开始采用新技术利用生物质能源,但规模较小。普及程度较低,在国家,甚至农村的能源结构中占有极小的比例。
生物质直接燃烧方式不仅热效率低下,而且大量的烟尘和余灰的排放使人们的居住和生活环境日益恶化,对生态、社会和经济造成极其不利的影响。
3.3市场需求
可以预计,随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,生物质能利用技术和装置的市场前景将会越来越广阔。
3.4我国生物质能技术发展现状与问题
我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视,国家几位主要领导人曾多次批示和指示加强农作物秸秆的能源利用。国家科委已连续在三个国家五年计划中将生物质能技术的研究与应用列为重点研究项目,涌现出一大批优秀的科研成果和成功的应用范例,如产用沼气池、禽畜粪便沼气技术、生物质气化发电和集中供气、生物压块燃料等,取得了可观的社会效益和经济效益。同时,我国已形成一支高水平的科研队伍,包括国内有名的科研院所和大专院校:拥有一批热心从事生物质热裂解气化技术研究与开发的著名专家学者。
a.沼气技术是我国发展最早、曾晋遍推厂的生物质能源利用技术。70年代,我国为解决农村能源短缺的问题,曾大力开发和推广户用沼气地技术,全国已建成525万户用沼气池。在最近的连续三个五年计划中,国家都将发展新的沼气技术列为重点科技攻关项目,计划实施了一大批沼气及其利用的研究项目和示范工程。至今,我国已建设了大中型沼气池3万多个,总容积超过137万m3,年产沼气5,500万m3,仅100m3以上规模的沼气工程就达630多处,其中集中供气站583处,用户8.3万户,年均用气量431m3,主要用于处理禽畜粪便和有机废水。这些工程都取得了一定程度的环境效益和社会效益,对发展当地经济和我国厌氧技术起到了积极作用。在“九五”计划中,应用于处理高浓度有机废水和城市垃圾的高效厌氧技术被列为科技攻关重点项目,分别由中科院成都生物研究所和杭州能源环境研究所承担实施,现已取得预期的进展。我国厌氧技术及工程中存在的主要问题:相关技术研究少、辅助设备配套性差、自动化程度低、非标设备加工粗糙、工程造价高、开放式前后处理的二次污染严重等。
b.我国的生物质气化技术近年有了长足的发展,气化炉的形式从传统上吸式、下吸式到最先进的流化床、快速流化床和双床系统等,在应用上除了传统的供热之外,最主要突破是农村家庭供气和气化发电上。“八五”期间,国家科委安排了“生物质热解气化及热利用技术”的科技攻关专题,取得了相当成果:采用氧气气化工艺,研制成功生物质中热值气化装置;以下吸式流化床工艺,研制成功l00户生物质气化集中供气系统与装置:以下吸式固定床工艺,研制成功食品与经济作物生物质气化烘干系统与装置;以流化床干馏工艺,研制成功1000户生物质气化 集中供气系统与装置。“九五”期间,国家科委安排了“生物质热解气化及相关技术”的科技攻关专题,重点研究开发1MW大型生物质气化发电技术和农村秸秆气化集中供气技术。目前全国已建成农村气化站近200多个,谷壳气化发电100多台套,气化利用技术的影响正在逐渐扩大。
c.“八五”期间,我国开始了利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的探索与研究,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。我国已对植物油和生物质裂解油等代用燃料进行了初步研究:如植物油理化特性、酯化改性工艺和柴油机燃烧性能等方面进行了初步试验研究。“九五”期间,开展了野生油料植物分类调查及育种基地的建设。我国的生物质液化也有一定研究,但技术比较落后,主要开展高压液化和热解液化方面的研究。
d.此外,在“八五”期间,我国还重点对生物质压缩成型技术进行了科技攻关,引进国外先进机型,经消化、吸收,研制出各种类型的适合我国国情的生物质压缩成型机,用以生产棒状、块状或颗粒生物质成型燃料。我国的生物质螺旋成型机螺杆使用寿命达500小时以上,属国际先进水平。虽然我国在生物质能源开发方面取得了巨大成绩,技术水平却与发达国家相比仍存在一定差距,如:a.新技术开发不力,利用技术单一。我国早期的生物质利用主要集中在沼气利用上,近年逐渐重视热解气化技术的开发应用,也取得了一定突破,但其他技术开展却非常缓慢,包括生产酒精、热解液化、直接燃烧的工业技术和速生林的培育等,都没有突破性的进展。b.由于资源分散,收集手段落后,我国的生物质能利用工程的规模很小;为降低投资,大多数工程采用简单工艺和简陋设备,设备利用率低,转换效率低下。所以,生物质能项目的投资回报率低,运行成本高,难以形成规模效益,不能发挥其应有的、重大的能源作用。c.相对科研内容来说,投入过少,使得研究的技术含量低,多为低水平重复研究,最终未能解决一些关键技术,如:厌氧消化产气率低,设备与管理自动化程度较差;气化利用中焦油问题没有彻底解决,给长期应用带来严重问题;沼气发电与气化发电效率较低,相应的二次污染问题没彻底解决。导致许多工程系统常处于维修或故障的状态,从而降低了系统运行强度和效率。此外,在我国现实的社会经济环境中,还存在一些消极因素制约或阻碍着生物质能利用技术的发展、推广和应用,主要表现为:a.在现行能源价格条件下,生物质能源产品缺乏市场竟争能力,投资回报率低挫伤了投资者的投资积极性,而销售价格高又挫伤了消费者的积极性。b.技术标准未规范,市场管理混乱。在秸杆气化供气与沼气工程开发上,由于未有合适的技术标准和严格的技术监督,很多未具备技术力量的单位和个人参与了沼气工程承包和秸杆气化供气设备的生产,引起项目技术不过关,达不到预期目标,甚至带来安全问题,这给今后开展生物质利用工作带来很大的负面影响。c.目前,有关扶持生物质能源发展的政策尚缺乏可操作性,各级政府应尽快制定出相关政策,如价格补贴和发电上网等特殊优惠政策。d.民众对于生物质能源缺乏足够认识,应加强有关常识的宣传和普及工作。e.政府应对生物质能源的战略地位予以足够重视,开发生物质能源是一项系统工程,应视作实现可持续发展的基本建设工程。
4.发展方向与对策
我国的生物质能资源丰富,价格便宜,而经济环境和发展水平对生物质技术的发展处于比较有利的阶段。根据这些特点,我国生物质的发展既要学习国外先进经验,又要强调自己的特色,所以,今后的发展方向应朝着以下几方面:a.进一步充分发挥生物质能作为农村补充能源的作用,为农村提供清洁的能源,改善农村生活环境及提高人民生活条件。这包括沼气利用、秸杆供气和小型气化发电等实用技术b.加强生物质工业化应用,提高生物质能利用的比重,提高生物质能在能源领域的地位。这样才能从根本上扩大生物质能的影响,为生物质能今后的大规模应用创造条件,也是今后生物质能能否成为重要的替代能源的关键。c.研究生物质向高品位能源产品转化的技术,提高生物质能的利用价值。这是重要的技术储备,是未来多途径利用生物质的基础,也是今后提高生物质能作用和地位的关键。d.同时,利用山地、荒地和沙漠,发展新的生物质能资源,研究、培育、开发速生、高产的植物品种,在目前条件允许的地区发展能源农场、林场,建立生物质能源基地,提供规模化的木质或植物油等能源资源。
对策 根据上面的主要发展方向,今后我国生物质利用技术能否得到迅速发展,主要取决于以下几个方面:
a.在产业化方面:加强生物质利用技术的商品化工作,制定严格的技术标准,加强技术监督和市场管理,规范市场活动,为生物质技术的推广创造良好的市场环境。
b.在工业化生产与规模化应用方面:加强生物质技术与工业生产的联系,在示范应用中解决关键的技术在技术研究方面:既重点解决推广应用中出现的技术难题,在生产实践中提高并考验生物质能技术的可靠性和经济性,为大规模使用生物质创造条件。
c.在技术研究方面:既重点解决推广应用中出现的技术难题,如焦油处理,寒冷地区的沼气技术等,又要同时开展生物质利用新技术的探索,如生物质制油,生物质制氧等先进技术的研究。
d.制定一项生物质能源国家发展计划,引进新技术、新工艺,进行示范、开发和推广,充分而合理地利用生物质能资源。在21世纪,逐步以优质生物质能源产品(固体燃料、液体燃料、可燃气、由、执等形式)取代部分矿物燃料,解决我国能源短缺和环境污染等问题。
4.3优先领域 :秸秆能源利用.有机垃圾处理及能源化.工业有机废渣与废水处理及能源化 .生物质液体燃料
4.4重大关键技术 高效生物质气化发电技术 .有机垃圾IGCC发电技术 .高效厌氧处理及沼气回收技术 .纤维素制取酒精技术 .生物质裂解液化技术 .能源植物培育及利用技术
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作者: 来源:中国矿业报日期: 2004-11-18
“预计到2020年,我国新的可再生能源利用量(不含传统生物质)可达3亿吨标准煤,约占一次能源供应的10%。可再生能源发电的装机容量达到1.2亿千瓦,占全国总装机容量的12%左右,届时对总发电量的贡献能将达到6%。”中国科学院广州能源研究所副所长吴创之向记者介绍了生物质发电技术的发展前景。他说:“虽然这个数字与欧盟、日本等发达国家相比是一个较小的比例,但在同样的比例下,对于我国的实际装机量将是一个可观的数字。因此,积极发展可再生能源发电技术,提高可再生能源发电在总发电量中的比例是一项既艰巨又必须面对的战略任务。”
生物质发电技术主要有直接燃烧发电、混合燃烧发电、热解气化发电和沼气发电4个种类。吴创之介绍,由中国科学院广州能源研究所承担的“863”项目--“生物质气化发电优化系统及其示范工程”,目前已经取得了阶段性成果,开发出了适合我国国情的生物质中小型气化发电系统。这项技术采用循环流化床气化炉和多级气体净化装置,配置多台200~400千瓦的单气体燃料内燃发电机组,用谷壳、木屑、稻草等多种生物质作原料,可以在不同的负荷下运行。气化发电系统燃气热值在5.02~6.27MJ/立方米之间,系统发电效率达16%~25%,发电参数正常稳定。系统采用多种废水处理方法,废水可以循环使用,不造成二次污染,能满足工厂企业用电要求,具有显著的经济效益和社会效益。
吴创之介绍,在未来30年,我国潜在的生物质资源量非常巨大,主要来自能源农业和能源林业的形成和发展,可开发生物质资源量至少可达到15亿吨标准煤,其中30%来自传统生物质,70%由能源农林业提供。“例如,如果建设2000万公顷能源林,每年可产生10亿吨生物质,相当于5亿吨标准煤。此外,与西部大开发、沙漠治理、退耕还林、三北防护林建设结合起来,至少可再发展2000万公顷的能源林,每年可产生4亿吨生物质,相当于2亿吨标准煤。”在能源农业方面,主要可发展甘蔗、甜高粱、木薯、芒草等高能品种。
“生物质能属于清洁能源”,吴创之告诉记者,生物质中有害物质(硫和灰分等)的含量仅为中质烟煤的1/10左右,同时生物质二氧化碳的排放和吸收构成自然界碳循环,其能源利用可实现二氧化碳零排放。“实践证明,生物质能源对减少二氧化碳排放的作用是十分明显的,所以生物质能源是一种高度清洁的能源技术,是减少温室气体排放、防止全球环境恶化的一种科学选择。”
另外,吴创之还认为,采用生物质发电技术,可将生物质转化为高品位的电能,满足农村紧张的电力需求。他说,近年来,随着我国农村经济的发展和农民生活水平的提高,大量作物秸秆被遗弃在田间地头,就地焚烧,烟气污染十分严重,对交通安全也构成严重威胁。生物质发电技术将农林废弃物转化为电力,形成产业化利用,可大量消纳秸秆废弃物,达到消除秸秆危害的目的。
■链接
生物质是地球上最广泛存在的物质,它包括所有动物、植物和微生物,以及由这些生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。各种生物质都具有一定能量。以生物质为载体、由生物质产生的能量便是生物质能。生物质能是惟一可以转换为清洁燃料的可再生能源,它是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,直接或间接来源于植物的光合作用。生物质能源十分丰富,在全球能源结构中占有十分重要的位置。生物质能的主要来源有薪柴、牲畜粪便、制糖作物、城市垃圾和污水、水生植物等。