章新能源與生物質能

節低碳經濟與新能源

第二節生物質能

一、生物質能

二、生物質能源產業

三、生物質能源的產業對策

第二章生物質能發展走向

節國際生物質能的發展

一、世界生物燃料發展基本情況

二、世界主要國家生物燃料發展及其動因

三、世界主要國家生物燃料發展的政策法規

四、對溫室氣體排放的影響

第二節我國生物質能的發展現狀

一、我國生物質能發展狀況

二、我國發展生物質能面臨的主要瓶頸

第三章生物質能產業生態工程

節生物質能產業化的發展特色

一、生物質能產業化的可持續性

二、生物技術服務於生物質能產業化

三、生物質能產業化案例分析

第二節生物質能產業生態工程

一、生物質能產業生態工程的定義及相關生態工程技術

二、生物質能產業生態工程案例分析

第三節我國生物質能產業化的新路線圖

一、不與人爭糧、不與糧爭地，充分利用邊際土地和非糧油植物發展生物質能

二、從我國國情出發，充分利用農業秸稈和林業廢棄物發展生物質能

三、推進生物質能產業生態工程，發展生物質能

四、密切關注“三農”，將生物質能產業做大做強

第四章生物質能產業的原料解決路線與方法

節不與人爭糧，不與糧爭地

一、全球“糧食危機”日趨突出

二、中國糧食安全與生物質能產業

三、我國未利用土地資源介紹

四、利用邊際土地發展能源植物種植

第二節生物質能產業高抗性物種的篩選

一、高抗性草本能源植物介紹

二、高抗性木本能源植物介紹

第三節我國生物質能原料的發展布局

一、我國能源農業的潛在經濟效益

二、我國主要能源植物分布格局

第五章生物質能產業的高值高效路線與方法

節生物質能生態工程的多環設計

一、生產環

二、加工環

三、增益環

第二節生物質能產業網絡化發展

一、研究背景

二、研究方法

三、研究結果

四、討論

第三節生物質能發展中的技術節點

一、高光譜遙感技術用於能源植物精準栽培

二、物聯網技術應用於生物質產業研究

三、生物質能轉化關鍵技術

第六章鹽土生物質能產業生態工程案例分析

節鹽土生物質能產業生態工程設計

一、鹽土的定義

二、江蘇省鹽土資源及規劃背景

三、政策依據

四、鹽土生物質能產業生態工程設計原理

五、鹽土生物質能產業生態工程設計

第二節鹽土生物質能產業生態工程層級與網絡

一、縱向設計——產業運作模式

二、橫向設計——產業空間布局

三、鹽土生物質能產業生態工程的網絡化

第三節鹽土生物質能產業化中的科技要素

一、掌握鹽土水鹽動態狀況

二、培育篩選適合海濱鹽土的能源物種

三、鹽土農業精準栽培技術

四、鹽土水肥鹽調控技術

五、海濱錦葵綜合利用方法

六、植物生物質能化學轉化技術

七、蓖麻油脂精煉工藝

八、蓖麻油制備生物柴油工藝

九、生物農藥

十、海濱錦葵油制備生物柴油及其性能分析

十一、生物質固化技術

十二、秸稈等制備活性炭

十三、生物質燃料廠外運輸

第四節鹽土生物質能產業生態工程的關鍵技術

一、鹽土復合菌肥

二、海濱鹽土蓖麻生態種植技術

三、海濱鹽土蓖麻遙感估產模型構建技術

四、蓖麻餅粕脫毒的技術

第五節鹽土生物質能產業化組織體繫

一、生產環節與其他環節的合作

二、轉化與其他環節之間的合作

三、消費與其他環節之間的合作

第六節鹽土生物質能產業化綜合效益

一、經濟效益

二、生態效益

三、社會效益

參考文獻

 
2009年12月19日，聯合國氣候變化大會在丹麥哥本哈根閉幕，各國經過艱苦談判所達成的《哥本哈根協議》具有積極意義。大多數國家都認識到氣候變化問題的嚴重性，都表示要在應對氣候變化問題上承擔各自的責任。我國近年來鼓勵並重點投資開發包括生物質能在內的新能源，結合生態工程技術，大力開發清潔項目，化的路徑，力爭在一段時間內實現減排的承諾，為人類做出應有的貢獻。


   
對於我們這樣一個有13億人口的大國來說，盡量做到資源的節約和污染物的資源化利用，已成為我國調整產業結構、建設生態文明的必然追求，在這樣的背景下，介紹產業生態工程原理與各種產業生態工程技術的應用是該領域科學家責無旁貸的任務。我們有理由相信，《產業生態工程叢書》的應運而生將對我國在不久的將來“基本形成節約能源資源和保護生態環境的產業結構、增長方式、消費模式”提供科學技術支撐。


   
新能源的研發是涉及我國國家安全的重要戰略舉措，生物質能是新能源中的重要類別。然而生物質能的研發觸及原料、成本、國家政策等多項瓶頸，發展陷入尷尬境地，某些方向甚至舉步維艱。《生物質能產業生態工程》提出一嶄新的路線圖：運用生態工程技術將生物質能的開發統籌為一個復合生態繫統來對待，分層多級消化生物質，提高產品附加值和繫統的綜合效益，有利於克服發展瓶頸，走出具有中國特色的生物質能產業化的新路。本書重點介紹了生物質能產業化中的生態工程技術，分析了瓶頸和應對措施。


   
《發酵生態工程》不僅植根於食品工業，而且愈來愈多地應用於污染物的治理和廢棄物的資源化利用，有利於我國發展低碳經濟和建設資源節約型社會。本書從產業生態工程的角度闡述發酵過程的優化控制，發酵副產物的綜合利用和資源化技術，在傳統發酵工程上延長產業鏈，提升發酵產業的生命周期和新的生長點，有利於幫助相關產業提升發展水平和綜合效益。


   
我國人口眾多，人均水資源占有量僅為世界的1/4。而且，隨著經濟快速發展，用水量劇增，污水排放量也相應增加，從而導致我國資源性缺水和水質性缺水日益加劇，嚴重制約了我國經濟的可持續發展。《污染水體生物治理生態工程》繫統介紹了國內外污染水體的生物治理情況和生態修復的各種方法，特別突出地介紹了作者在淡水漁業養殖水體水質改良方面的多年研究實例，這將對我國水體污染治理、養殖水的達標放排起到借鋻作用。


   
我國水產養殖的規模已經穩居世界，運用生態工程技術指導水產養殖已廣為水產養殖界所追求。《特種水產養殖生態工程》介紹以食物鏈網為主要技術路線的綜合生態工程技術，指導水產養殖，設計不同的生產者、初級消費者、清道夫和終極產品等重要角色，投入不同的養殖模式中，以達到高效、高產和高質的目標。本書所介紹的生態工程技術已在全國許多地區的黃鱔、泥鰍和小龍蝦生態養殖中應用並取得了巨大的經濟效益。


   
由於沿海地區的高強度開發，人為干擾給沿海灘塗繫統帶來的危害日趨加大。《灘塗產業生態工程》介紹了國際沿海灘塗生態繫統的保護、管理及開發的歷史和實踐；針對我國豐富的灘塗資源及演化的特點，著重介紹了典型灘塗生態繫統的生態工程及其相關技術，分析灘塗資源的類型、質量、價值，比較了多種開發模式的特性；探討了高強度開發下灘塗生態繫統保護和利用的關繫以及在未來產業發展過程中的可持續性。


   
有機農業成為農業可持續發展和保障食品質量安全的重要形式，《有機農業技術與有機食品質量》根據作者近20年的從業經驗，總結和提煉不同種類的有機種植與養殖技術，同時闡述有機食品的質量和人類健康的關繫。本書不僅有益於有機農業生產者提高其生產技術水平，也有利於廣大消費者了解有機食品的品質，而且有助於決策者全面了解有機農業的環境與社會效益，從而進一步支持和推動我國有機農業產業的發展。


   
土壤微生物生態工程在生態農業建設、污染土壤生態修復、礦山復墾以及海濱鹽土改良等方面起著日益重要的作用。土壤微生物生態工程，主要是通過向土壤中接種微生物功能群物種或改良土壤環境以刺激微生物的生長繁殖，從而改善土壤環境、減少土傳病害、降解土壤中的污染物以及加快土壤生態恢復。《土壤微生物生態工程》一書繫統介紹了國內外土壤微生物生態工程的基本原理及其在生態農業、環境修復、海濱鹽土改良、礦區復墾等方面的作用。


   
由於缺乏科學的育種、篩選及與之相適宜的栽培技術和管理模式，不能充分發揮品種的產量和品質潛力，嚴重制約了花卉、苗木、園林、特色農業與生態修復等產業的發展。因此，繫統介紹多種經濟植物的選育、栽培（包括組織培養）等技術和方法，尤其突出以優質高產為目標，兼顧高效、生態和安全的生態工程模式為案例，是《特種經濟植物產業生態工程》一書的特色，將為區域生態建設、生態恢復和發展多種經營提供技術指導。


   
運用生態工程技術將紡織產業作為一個復合生態繫統來對待，分層多級消化生物質，提高產品附加值和繫統的綜合效益，克服發展瓶頸，走出具有中國特色的紡織工業發展新路。《紡織產業生態工程》繫統介紹了國內外紡織產業生態工程發展的現狀，重點介紹了紡織產業中的生態工程技術，突出地介紹了紡織產業生態工程領域的許多案例，這將對我國紡織產業的可持續發展提供良好的借鋻。


   
本叢書的作者都是在生態工程領域富有經驗、有所積澱的線科技工作者。9本產業生態工程方面的論著彙集成套，不僅集中介紹了國內外產業生態工程發展的進展，闡述了9個領域和相關產業的生態工程關鍵技術，還展現了代表作者科研成果亮點的重要案例，有利於推動我國產業生態工程學科的發展和科技開發，也有助於提升相關產業的科技水平和綜合效益。本叢書的成套性是該學科9個領域的知識與成果集錦。請讀者仔細品讀，如果發現其中的瑕疵和遺憾，請不吝賜教，我們將虛心聽取您的批評，認真改進。


欽佩

2010年12月28日

前言

   
2010年4月20日“深海地平線”鑽井平臺爆炸所導致的生態災難極大地破壞了美國墨西哥灣的生物多樣性和物種棲息環境，造成當地多種經濟活動陷入癱瘓和半癱瘓狀態。然而，危機導致了轉機的出現，美國總統奧巴馬總結災難帶來的教訓時說：“這場災難是痛苦的警示，提醒美國人必須過渡到使用清潔能源的時代。雖然這樣的轉變成本昂貴，但是如果不擺脫礦物燃料，美國在經濟、國家安全和環境方面的長期花費，將遠遠大於向清潔能源轉變所需的費用”。美國農業部(USDA)於2010年6月24日公布報告，揭示了美國滿足2022年標準生物燃料目標的路線圖，需達到總量360億加侖目標，其中210億加侖由先進生物燃料提供，將要有160億加侖來自先進的纖維素生物燃料。


   
在世界多國加大力度推進生物質能研發的態勢下，我國近年來也出臺多項法規和國策，鼓勵並重點投資開發包括生物質能在內的新能源，化的路徑，力爭在一段時間內實現減排的承諾，為人類做出應有的貢獻。


   
然而，生物質能的產業化在國內外推進面臨多項瓶頸，尤其在中國國內。這些瓶頸主要體現在原料、土地、成本、技術等方面，嚴重制約了生物質能的發展速度和產業化規模，甚至打擊了開發者的信心和心理預期，為整個產業蒙上了陰影。因此，將生態工程技術運用至生物質能產業是我國發展生物質能的必然追求，而《生物質能產業生態工程》就是在這樣的背景下應運而生的。《生物質能產業生態工程》提出了一幅嶄新的路線圖：運用鹽堿地等邊際土地和抗逆植物解決大規模原料問題；運用生態工程技術將生物質能的開發統籌為一個復合生態繫統來對待，分層多級消化生物質，提高產品附加值和繫統的綜合效益；有利於克服多個瓶頸，走出具有中國特色的生物質能產業化的新路。


   
本書共分為六章，主要內容包括新能源與生物質能的概況，國內外生物質能的發展走向，生物質能產業生態工程路線圖，生物質能產業的原料解決路線與方法，生物質能產業的高值高效路線與方法，鹽土生物質能產業生態工程。本書內容新穎，技術資料豐富，可供我國生物質能行業的從業者、研究者和管理者閱讀使用，也可供能源、化工、環境、生態等學科的師生參考。


   
本書援引了相關著述的寶貴數據，在此對相關作者謹表謝意。此外，研究生王苑參與了本書第六章有關前期基礎工作，研究生吳寶鐳、王金麗、周建、史傳燕為本書的資料整理和校對做了許多有益的工作，在此一並表示感謝。


欽佩

2011年1月26日