生物质制备可再生能源
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前言

能源是人类赖以生存的物质基础,然而,化石燃料的过度消耗所带来的资源枯竭和环境污染问题也日趋严峻;另外,由化石燃料释放温室气体造成的气候变暖也引起国际社会的高度关注。寻找开发可再生能源对于社会经济发展具有重大意义。可再生能源包括太阳能、风能、生物质能等。2005年,十届全国人大第十四次会议审议通过了《中华人民共和国可再生能源法》,确定了可再生能源在我国经济和社会可持续发展中的重要地位。2007年国家发展和改革委员会公布了《可再生能源中长期发展规划》,提出重视未来发展前景良好的生物液体燃料(生物乙醇等)。

生物质是地球上最广泛存在的物质。据估计,每年植物光合作用固定的碳达2000亿吨,相当于1000亿吨标准煤。我国是一个化石燃料资源短缺的国家,但生物质资源丰富。每年仅农作物秸秆就约为6亿吨,此外,农产品加工废弃物(如稻壳、玉米芯、花生壳等)也超过2亿吨。这些生物质除部分用于造纸和饲料外,绝大部分未被合理利用。其中一部分作为农村生活燃料,而相当一部分在田间白白烧掉,既浪费了资源,又污染了环境。

生物质难以被有效利用是由于复杂的组成和内部高聚、多晶的结构。第二代生物乙醇——“纤维素乙醇”的研究早已出现,但技术经济关迟迟未能攻克。近年来随着离子液体技术的出现和发展,特别是美国Rogers教授发现离子液体能溶解纤维素,为生物质的利用开启新的途径。作者基于原料组分分离的思路,提出了离子液体分级处理生物质制备乙醇和氢能的技术路线,申请并获得了中国发明专利(ZL 200810095798.7)。之后,陆续受到国家863计划(2007AA05Z454)、河南省科技攻关(112102310393)、河南省高校青年骨干教师资助计划(2009GGJS-052)等资助。

本书是在上述研究成果的基础上整理而成。在此感谢导师天津大学袁希钢教授、曾爱武研究员的引领,课题组王键吉教授的指导,研究生代辉、夏池、郝静静、陈竞一、常庆辉、秦伟、孙海红、赵殿佳、刘程等辛勤的研究及文字整理工作。特别感谢课题组许爱荣、任云利副教授协助编写第2章和第6章的内容。

书中有不当之处,诚请批评指正!

作者

2015年1月于洛阳