生物質(zhì)資源及其開(kāi)發(fā)利用課件

生物質(zhì)資源及其開(kāi)發(fā)利用福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院陳清松2010-061生物質(zhì)資源及其開(kāi)發(fā)利用1一、生物質(zhì)資源的概念與資源潛力二、利用生物質(zhì)資源是可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)三、生物質(zhì)資源利用的途徑四、生物質(zhì)高分子材料簡(jiǎn)介五、美國(guó)生物質(zhì)計(jì)劃生物質(zhì)資源及其開(kāi)發(fā)利用2一、生物質(zhì)資源的概念與資源潛力生物質(zhì)資源及其開(kāi)發(fā)利用2一、生物質(zhì)資源的概念與資源潛力3一、生物質(zhì)資源的概念3生物質(zhì)和生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)生物質(zhì)是指由植物、動(dòng)物或微生物生命體所合成得到的物質(zhì)的總稱(chēng)，它直接或間接地來(lái)源于植物的光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體。生物質(zhì)資源屬于可再生而不會(huì)枯竭的資源。主要包括:*農(nóng)作物、樹(shù)木和木材廢棄物及剩余物；*植物（含水生植物）、草及其殘留物；*纖維和動(dòng)物廢棄物；*可分類(lèi)的城市垃圾和其它廢棄材料。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是指利用上述可再生的生物質(zhì)原料，通過(guò)工業(yè)性加工轉(zhuǎn)化，進(jìn)行生物基產(chǎn)品(biobasedproducts)和生物質(zhì)能源(bioenergy)生產(chǎn)的一種新興產(chǎn)業(yè)。在生物質(zhì)能源方面又可分為生物質(zhì)發(fā)電（biopower）和生物質(zhì)燃油（biofuel）。4生物質(zhì)和生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)生物質(zhì)是指由植物、動(dòng)物或微生物

各種速生的能源林、薪炭林、經(jīng)濟(jì)林、用材林、灌木林，木材及森林工業(yè)廢棄物；農(nóng)業(yè)廢棄物,如農(nóng)作物秸稈、稻殼、玉米芯、蔗渣等；水生植物；油料植物；城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物；動(dòng)物糞便。煤、石油和天然氣等化石能源也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的。生物質(zhì)包括以下幾個(gè)方面：5各種速生的能源林、薪炭林、經(jīng)濟(jì)林、用材林、灌木林，木材及森生物經(jīng)濟(jì)、生物產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)林業(yè)動(dòng)物微生物生物質(zhì)能源食品飼料藥品日用工業(yè)品環(huán)境6生物經(jīng)濟(jì)、生物產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能源6中國(guó)生物質(zhì)資源的特點(diǎn)中國(guó)生物質(zhì)資源的構(gòu)成及其能源潛力每年的生物質(zhì)能源總量達(dá)4.87億噸油當(dāng)量，其中有約3.7億噸可用于發(fā)電和供熱，占總量的76%，其余的1.17億噸在農(nóng)村地區(qū)則用作飼料、糞肥等其他用途。

農(nóng)業(yè)廢棄物

（稻谷、麥子和玉米三大糧食作物的生物質(zhì)比例占70%）農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)量及能源潛力（百萬(wàn)噸油當(dāng)量）7中國(guó)生物質(zhì)資源的特點(diǎn)中國(guó)生物質(zhì)資源的構(gòu)成及其能源潛力每年的林業(yè)生物質(zhì)資源潛力林區(qū)主要分布在東北、西南、西北和南部丘陵地區(qū)。據(jù)2004年完成的第六次國(guó)家森林資源調(diào)查（1999—2003），林木生物質(zhì)總資源量近200億噸?？色@得的林木質(zhì)資源種類(lèi)為：薪炭林、林業(yè)三剩物（采伐剩余物、造材剩余物和加工剩余物）、森林撫育間伐、灌木林平茬復(fù)壯、苗木截桿、經(jīng)濟(jì)林和城市綠化修枝，總量約8-10億噸。木材的消耗主要為三部分：44.2%用于制造木制品，32.1%由木材廠和農(nóng)場(chǎng)自身消耗，其余用于生活燃料。薪柴及木材廢棄物估計(jì)約2億多噸，合1億噸油當(dāng)量。然而，由于過(guò)度采伐，實(shí)際消費(fèi)量要大得多。8林業(yè)生物質(zhì)資源潛力林區(qū)主要分布在東北、西南、西北和南部丘陵中國(guó)森林資源類(lèi)型以及生物量測(cè)算表林木生物質(zhì)能類(lèi)型蓄積/面積(億m3/萬(wàn)hm2)總生物量（億噸）可獲得生物量（億噸/年）1森林124.6/14,200153～1666～7（用材、防護(hù)、特有和能源林）成熟、過(guò)熟林27.4/147036～403～3.5（采伐剩物和死木清理）近成熟林50/354062～661.8～2（撫育修枝）中齡林34.3/443040～421～1.2（撫育間伐）幼齡12.9/476015～180.2～0.3（撫育）2各種林地/33009～120.4～0.8經(jīng)濟(jì)林/21406～70.1～0.2（修剪）竹林/5001～20.1～0.2（剩余物）四旁、散生、疏林/6602～30.2～0.4（撫育修枝等）3灌木林4529.683～40.8～1（隔年輪平茬）4其他Others15～180.8～1.2林下灌叢8～90.4～0.5苗圃苗木3～40.2～0.3（截桿）城市綠化、綠籬4～50.2～0.3（撫育修剪等）總計(jì)136.2/2,2030180～2008～109中國(guó)森林資源類(lèi)型以及生物量測(cè)算表林木生物質(zhì)能類(lèi)型蓄積/面積總禽畜排泄物2000年，中國(guó)禽畜的組成為：1.515億頭大型動(dòng)物如馬、牛、驢、騾和駱駝等，4.47億頭豬，2.9億頭羊，52.8億頭家禽。由此產(chǎn)生的排泄物總量干重達(dá)3.2億噸，合1.1億噸油當(dāng)量。禽畜排泄物生物質(zhì)能量增長(zhǎng)趨勢(shì)10禽畜排泄物2000年，中國(guó)禽畜的組成為：1.515億頭大型動(dòng)城市生活垃圾年產(chǎn)出量約1.5億噸，約合1500萬(wàn)噸油當(dāng)量，并以每年10%左右的增長(zhǎng)率遞增垃圾成分和產(chǎn)量受很多因素的影響：城市人口、居民收入、燃料結(jié)構(gòu)、飲食習(xí)慣、城市建設(shè)以及季節(jié)變化等有機(jī)成分的含量：發(fā)達(dá)城市的垃圾有機(jī)成分高，南方城市的垃圾有機(jī)成分普遍高于北方城市城市生活垃圾熱值：北京、廣州、上海、深圳等發(fā)達(dá)城市為4500kJ/kg以上，其他多數(shù)地區(qū)為3400kJ/kg左右11城市生活垃圾年產(chǎn)出量約1.5億噸，約合1500萬(wàn)噸油當(dāng)量工業(yè)廢棄物糧食加工廠、造紙廠、木材廠、釀酒廠、糖廠和食品廠等的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物。每年估計(jì)達(dá)4800萬(wàn)噸油當(dāng)量。

農(nóng)作物谷殼大米和小麥加工中大約可產(chǎn)生8100萬(wàn)噸谷殼。其中有30%左右的谷殼被用作生活燃料、乙醇發(fā)酵和動(dòng)物飼料，可作為能源利用的約5500萬(wàn)噸，相當(dāng)于1800萬(wàn)噸油當(dāng)量。造紙廢棄物造紙廠約10000家，多數(shù)規(guī)模較小。產(chǎn)生的生物質(zhì)估計(jì)為320萬(wàn)噸，合110萬(wàn)噸油當(dāng)量（其中有103萬(wàn)噸生物質(zhì)由木材紙漿產(chǎn)生，合30萬(wàn)噸油當(dāng)量）。木材廢棄物1999年木材廠廢棄物產(chǎn)量為0.37億立方米，合600萬(wàn)噸油當(dāng)量。據(jù)估算，中國(guó)木材年需求量超過(guò)3億立方米，國(guó)內(nèi)供應(yīng)量只能滿足需求的50%，其余則需從國(guó)外進(jìn)口，木材需求量不斷增加。12工業(yè)廢棄物糧食加工廠、造紙廠、木材廠、釀酒廠、糖廠和食品廠狹義生物質(zhì)資源概念13狹義生物質(zhì)資源概念13中國(guó)的生物質(zhì)能結(jié)構(gòu)（%）中國(guó)能源消耗結(jié)構(gòu)14中國(guó)的生物質(zhì)能結(jié)構(gòu)（%）中國(guó)能源消耗結(jié)構(gòu)14二、利用生物質(zhì)資源是可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)15二、利用生物質(zhì)資源15二、利用生物質(zhì)資源是可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)1．利用生物質(zhì)資源是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)我國(guó)是化石資源短缺的國(guó)家，尤其是石油資源2004年石油進(jìn)口達(dá)到1.2億噸,2020年將突破2億噸將成為長(zhǎng)期制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防安全的障礙化石資源不可再生，化石產(chǎn)品會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染鑒于資源與環(huán)境壓力,迫使人們尋找新型可再生資源目前生物質(zhì)資源被認(rèn)為是替代化石資源的最佳選擇16二、利用生物質(zhì)資源是可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)1620世紀(jì)是石油化學(xué)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時(shí)代。我國(guó)是一個(gè)石油資源不足的國(guó)家，石油儲(chǔ)量?jī)H為世界的2%，而消費(fèi)量卻為世界第二，石油進(jìn)口由1994年的300萬(wàn)t增加到2004年的1.2億t，進(jìn)口依存度達(dá)40%。發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。1．利用生物質(zhì)資源是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)1720世紀(jì)是石油化學(xué)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時(shí)代。1．利用生物質(zhì)資源是當(dāng)前經(jīng)美國(guó)計(jì)劃2020年生物基產(chǎn)品和生物能源較2000年增加20倍——可以減少碳排放量1億噸和增加農(nóng)民收入200億美元?dú)づ剖凸竟烙?jì)21世紀(jì)前50年生物質(zhì)將提供世界化學(xué)品和燃料的30%——市場(chǎng)份額達(dá)到1500億美元巴斯福公司2003年宣布將生物質(zhì)資源作為化學(xué)品生產(chǎn)的主要原料杜邦公司將2010年銷(xiāo)售額的25%定位于生物質(zhì)產(chǎn)品生物質(zhì)資源將有可能替代化石資源成為所有化學(xué)品的來(lái)源1．利用生物質(zhì)資源是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)18美國(guó)計(jì)劃2020年生物基產(chǎn)品和生物能源較2000年增加20倍2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)（1）資源豐富（2）品種多樣（3）用途廣泛二、利用生物質(zhì)資源是可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)192．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)（1）資源豐富二、利用生物質(zhì)資源是可持

（1）資源豐富我國(guó)生物質(zhì)來(lái)源廣泛，儲(chǔ)量大有高等植物3萬(wàn)多種，居世界第三位木本植物最豐富的國(guó)家之一，特有森林植物1000多種每年還有7億噸作物秸稈2億多噸林地廢棄物和木材加工剩余物未被利用數(shù)百萬(wàn)噸的樹(shù)木果實(shí)和天然樹(shù)脂數(shù)百萬(wàn)噸的廢棄生物油脂就總資源量，我國(guó)可開(kāi)發(fā)生物質(zhì)資源總量為8億噸標(biāo)煤這些資源為我們提供了可靠的原料保證2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)20

（1）資源豐富2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)20

（2）品種多樣現(xiàn)在已知世界上的生物多達(dá)25萬(wàn)多種生物的多樣性，決定了生物質(zhì)的多樣性任何一種生物都有可能為人類(lèi)提供一種或多種生物質(zhì)水稻可以提供淀粉、木質(zhì)素和纖維素樹(shù)木可以提供纖維素、木質(zhì)素、單糖及多糖、松脂、單寧、生漆、植物油脂等

2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)21

（2）品種多樣2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)21

（3）用途廣泛利用生物質(zhì)可以生產(chǎn)清潔燃料，如生物酒精、生物柴油等可以用于開(kāi)發(fā)出適應(yīng)未來(lái)市場(chǎng)且環(huán)境友好的生物基產(chǎn)品如生物質(zhì)高分子材料,生物質(zhì)精細(xì)化學(xué)品等生物質(zhì)在生產(chǎn)及使用過(guò)程中與環(huán)境友好2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)22

（3）用途廣泛2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)22

（1）緩解能源危機(jī)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展重要保證（2）促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展（3）是調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、解決“三農(nóng)”問(wèn)題的重要支撐3．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用二、利用生物質(zhì)資源是可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)23（1）緩解能源危機(jī)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展重要保證3．3．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用（1）緩解能源危機(jī)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保證石油儲(chǔ)量只是世界儲(chǔ)量的2%，消費(fèi)量高居世界第二位據(jù)預(yù)測(cè)，2020年石油進(jìn)口依賴(lài)度將超過(guò)55%電力供應(yīng)方面也存在較大缺口,1999年人均用電不到1,000度/人?年能源供應(yīng)安全問(wèn)題已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的障礙生物質(zhì)資源經(jīng)過(guò)物理和化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)可以高效地轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料,以及化工原料或產(chǎn)品，替代化石燃料，緩解資源短缺生物質(zhì)能屬于環(huán)境友好的清潔能源，可以避免環(huán)境污染243．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用（1）緩解能源危機(jī)，是國(guó)3．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用（2）促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展以生物質(zhì)資源為依托的林業(yè)生物產(chǎn)業(yè)在推進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)具有廣闊發(fā)展前景充分顯示了林業(yè)生物產(chǎn)業(yè)巨大的發(fā)展?jié)摿?，順?yīng)了國(guó)際貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展的潮流，有利于增強(qiáng)我國(guó)綜合國(guó)力和國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力通過(guò)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可將現(xiàn)有林業(yè)總產(chǎn)值〔2003年林業(yè)總產(chǎn)值5860.33億元〕提高兩倍以上，從而促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展253．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用（2）促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)的跨3．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用(3）是調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、解決“三農(nóng)”問(wèn)題的重要支撐我國(guó)生物質(zhì)資源主要分布在農(nóng)村8億多農(nóng)村居民約50％生活用能依靠秸稈、薪柴直接燃燒農(nóng)村秸稈等廢棄物嚴(yán)重過(guò)剩隨地焚燒，又造成了環(huán)境污染發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源，有利于逐步實(shí)現(xiàn)農(nóng)村用能優(yōu)質(zhì)化和清潔化，也有利于農(nóng)村全面建設(shè)小康社會(huì)目前我國(guó)每年有3億多噸的農(nóng)林資源剩余物沒(méi)有利用若利用其中10%來(lái)發(fā)電，則可以產(chǎn)生總電量的10%，給農(nóng)民帶來(lái)70多億元收入，既減少環(huán)境污染，同時(shí)又提供數(shù)百萬(wàn)人就業(yè)機(jī)會(huì)263．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用(3）是調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)三、生物質(zhì)資源利用的途徑

生物質(zhì)資源化學(xué)利用主要有三個(gè)方面:1.生物質(zhì)新材料2.生物質(zhì)化學(xué)品3.生物質(zhì)能源27三、生物質(zhì)資源利用的途徑生物質(zhì)資源化學(xué)利用主要有三個(gè)方面:木質(zhì)纖維素林業(yè)和農(nóng)業(yè)廢棄物化學(xué)組成:纖維素半纖維素木素提取物28木質(zhì)纖維素林業(yè)和農(nóng)業(yè)廢棄物28木材細(xì)胞壁：

纖維素、半纖維素和木素29木材細(xì)胞壁：

纖維素、半纖維素和木素29光合作用光子CO2光反應(yīng)暗反應(yīng)6-磷酸-果糖提取物木質(zhì)素半纖維素纖維素H2O淀粉其它多糖30光合作用光子CO2光反應(yīng)暗反應(yīng)6-磷酸-果糖提取物木質(zhì)素半纖o----o----o----o----o----o----o----oEnzyme纖維素：生物合成與生物降解EnzymeGlucoseβ-1’4-linkageo----o----o----o----o----o----o----o31o----o----o----o----o----o降解產(chǎn)品纖維素、半纖維素：低聚糖單糖糖醇乙醇乙烯膳食纖維食品飲品的添加劑和增稠劑藥品木質(zhì)素：表面活性劑分散劑減水劑油田各種用劑32降解產(chǎn)品纖維素、半纖維素：木質(zhì)素：32木質(zhì)纖維原料的化學(xué)利用

木質(zhì)纖維原料的化學(xué)利用主要是利用木材的三大組分，即纖維素、半纖維素和木素。從學(xué)科領(lǐng)域來(lái)看，主要為木材制漿、木材水解和木材熱解。33木質(zhì)纖維原料的化學(xué)利用木質(zhì)纖維原料的化學(xué)利用主要是利用木材近年來(lái)在木質(zhì)纖維原料爆破法予處理、纖維素酶解、戊糖己糖同步發(fā)酵方面也都進(jìn)行了不少工作。在戊糖利用方面，我國(guó)目前有200余家糠醛廠，產(chǎn)能超過(guò)30萬(wàn)t。2004年產(chǎn)糠醛20余萬(wàn)t，占世界產(chǎn)量的三分之二以上，是世界上最大的糠醛生產(chǎn)和出口國(guó)。34近年來(lái)在木質(zhì)纖維原料爆破法予處理、纖維素酶解、戊糖己糖同步發(fā)以糠醛為原料生產(chǎn)糠醇、呋喃樹(shù)脂、四氫糠醇、四氫呋喃和聚四氫呋喃等一系列產(chǎn)品均已工業(yè)化，在國(guó)際上具有重要的地位。在木糖和木糖醇生產(chǎn)方面也已有多家生產(chǎn)廠，具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。35以糠醛為原料生產(chǎn)糠醇、呋喃樹(shù)脂、四氫糠醇、四氫呋喃和聚四氫呋木材熱解

我國(guó)發(fā)展較快的為活性炭生產(chǎn)及其工藝設(shè)備和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，已成為世界上最大的活性炭生產(chǎn)國(guó)。此外，近年來(lái)隨著國(guó)家對(duì)生物質(zhì)能源的重視，對(duì)各種裂解工藝和爐型、生物質(zhì)氣化、成型燃料等也都有廣泛的研究和工業(yè)化生產(chǎn)。36木材熱解我國(guó)發(fā)展較快的為活性炭生產(chǎn)及其工藝設(shè)備和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，木素利用

包括木素?zé)峤庵苹钚蕴?，木素磺酸鹽的生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)利用，木素直接燃燒技術(shù)等。37木素利用包括木素?zé)峤庵苹钚蕴?，木素磺酸鹽的生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)利用，固沙促進(jìn)植被生長(zhǎng)木素應(yīng)用于荒漠化治理38固沙促進(jìn)植被生長(zhǎng)木素應(yīng)用于荒漠化治理38非木質(zhì)林業(yè)原料的化學(xué)利用

目前的主要產(chǎn)品為松香、松節(jié)油、植物單寧、紫膠、桐油、芳香油、生物活性提取物及其深加工產(chǎn)品等。在松脂化學(xué)加工方面，我國(guó)年產(chǎn)松香60萬(wàn)t，是世界上最大的松香生產(chǎn)國(guó)。從非木林產(chǎn)品，如松節(jié)油、松香、五倍子等提取天然化學(xué)品，再進(jìn)一步合成各種化工產(chǎn)品也有了很大的發(fā)展。39非木質(zhì)林業(yè)原料的化學(xué)利用目前的主要產(chǎn)品為松香、松節(jié)油、植物1.生物質(zhì)新材料生物質(zhì)資源中，纖維素含量最豐富纖維素經(jīng)過(guò)化學(xué)改性，保持原有特征，又賦予纖維素某些特殊的性能。如纖維素和甲殼素改性復(fù)合，制成農(nóng)用薄膜，2個(gè)月后可自然降解纖維素可以制成超吸水材料、吸附材料、生物活性材料、膜材料、液晶材料等由木質(zhì)纖維原料可以加工成可降解木基塑料和木塑復(fù)合材料401.生物質(zhì)新材料生物質(zhì)資源中，纖維素含量最豐富401.生物質(zhì)新材料木素是產(chǎn)量?jī)H次于纖維素的一種天然高分子化合物。也是造紙工業(yè)的副產(chǎn)物,沒(méi)有充分利用，污染了環(huán)境采用化學(xué)、生化等接枝方法改性木素可以制備土壤調(diào)節(jié)劑、助凝劑、增稠劑、石油鉆井液、分散劑等現(xiàn)在注重于開(kāi)發(fā)以木素為基礎(chǔ)的合成高分子材料，生產(chǎn)合成樹(shù)脂、表面活性劑和膠粘劑等產(chǎn)品如：木素經(jīng)溶解、紡紗制成纖維，再經(jīng)熱穩(wěn)定化處理，制得碳纖維411.生物質(zhì)新材料木素是產(chǎn)量?jī)H次于纖維素的一種天然高分子化合物1.生物質(zhì)新材料估計(jì)全世界每年生物合成的甲殼素約1000億噸甲殼素主要存在于蝦，蟹等節(jié)肢動(dòng)物將甲殼素脫乙?；梢缘玫綒ぞ厶羌讱に睾蜌ぞ厶强梢灾瞥梢壕Р牧稀⒛げ牧?、吸附材料及催化劑殼聚糖可以制成纖維材料，具有抗菌、防腐、止血和促進(jìn)傷口愈合等特殊功能，在醫(yī)用方面應(yīng)用很具吸引力甲殼素和殼聚糖具有藥物作用：抗心律失常，防治動(dòng)脈粥樣硬化，降膽固醇和甘油三酯，抗腫瘤和抗感染作用，可以制成醫(yī)藥中間體421.生物質(zhì)新材料估計(jì)全世界每年生物合成的甲殼素約1000億噸1.生物質(zhì)新材料淀粉廣泛分布在植物的根、莖、種子內(nèi)在自然界多糖類(lèi)化合物中數(shù)量?jī)H次于纖維素和甲殼素它的結(jié)構(gòu)式與纖維素相似淀粉具有三個(gè)羥基，利用羥基反應(yīng)，生成一系列衍生物可以用于食品、醫(yī)藥、造紙、紡織等行業(yè)，也可以作高吸水樹(shù)脂日本豐田公司開(kāi)發(fā)淀粉塑料制成的汽車(chē)配件富士通公司用玉米淀粉制成聚乳酸酯塑料

431.生物質(zhì)新材料淀粉廣泛分布在植物的根、莖、種子內(nèi)432.生物質(zhì)化學(xué)品1）生物質(zhì)綠色平臺(tái)化合物平臺(tái)化合物是指那些來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、用途眾多的一類(lèi)基本有機(jī)化合物，可以進(jìn)一步合成一系列高附加值產(chǎn)品。如乙烯、丙烯就是石油工業(yè)的平臺(tái)化合物生物質(zhì)資源具有獲得新型綠色平臺(tái)化合物的優(yōu)勢(shì)，可作為典型的綠色替代原材料用于合成各種化學(xué)品，如乳酸，乙醇、糠醛和乙酰丙酸等Cargill-Dow公司正在建設(shè)一個(gè)14萬(wàn)噸/年的由玉米芯發(fā)酵生產(chǎn)聚乳酸的工廠，開(kāi)出發(fā)多種聚合物塑料442.生物質(zhì)化學(xué)品1）生物質(zhì)綠色平臺(tái)化合物44

2）生物質(zhì)提取物和分泌物這是生物質(zhì)資源綜合利用的重要領(lǐng)域,具有廣闊的市場(chǎng)空間和良好的產(chǎn)業(yè)化前景如松脂、植物藥、生物農(nóng)藥、精油、單寧、色素、飼料添加劑等提取物和分泌物利用今后發(fā)展方向著重于產(chǎn)品的深加工，開(kāi)發(fā)高附加值產(chǎn)品2.生物質(zhì)化學(xué)品452）生物質(zhì)提取物和分泌物2.生物質(zhì)化學(xué)品453.生物質(zhì)能源

生物質(zhì)能是未來(lái)最重要的可再生性能源許多國(guó)家已把高效利用生物質(zhì)能放在一個(gè)重要的地位生物質(zhì)能在總能耗中由2～3%激增到2000年的15%目前在生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化主要集中在氣化（發(fā)電、供熱）液化（生物油、乙醇、生物柴油）固化和直接燃燒463.生物質(zhì)能源生物質(zhì)能是未來(lái)最重要的可再生性能源463.生物質(zhì)能源1988年起，歐共體陸續(xù)投入12億美元開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源美國(guó)計(jì)劃2010年生物質(zhì)將提供5300萬(wàn)噸乙醇和1200萬(wàn)噸生物柴油美國(guó)生物質(zhì)目前提供4%的能源，計(jì)劃2010年10%，到2020年17%英國(guó)計(jì)劃2010年的可再生能源發(fā)電將占總發(fā)電量10％巴西2002年已有1100萬(wàn)噸生物酒精燃料用于交通運(yùn)輸歐盟國(guó)家2001年生物柴油產(chǎn)量已超過(guò)100萬(wàn)噸預(yù)計(jì)到2050年世界上38%的直接燃料將來(lái)自生物質(zhì)資源473.生物質(zhì)能源1988年起，歐共體陸續(xù)投入12億美元開(kāi)技術(shù)和產(chǎn)品方向⑴生物質(zhì)氣化發(fā)電工程化技術(shù)⑵生物酒精：戊糖己糖、纖維素、非食用基淀粉類(lèi)，轉(zhuǎn)化技術(shù)與得率⑶生物柴油：酯化、酯交換法、生物酶法⑷生物質(zhì)氣化合成液體燃料：研究生物質(zhì)制取氫氣和作為合成氣體的轉(zhuǎn)化技術(shù)（氫氣、二甲醚、合成甲醇）；⑸能源作物培育⑹系統(tǒng)集成技術(shù)⑺沼氣技術(shù)⑻生物質(zhì)成型固化技術(shù)48技術(shù)和產(chǎn)品方向⑴生物質(zhì)氣化發(fā)電工程化技術(shù)48燃料乙醇：應(yīng)對(duì)石油危機(jī)的一種新能源49燃料乙醇：49中國(guó)的燃料乙醇汽油乙醇燃料（Gasohol）：汽油90%，乙醇10%國(guó)家計(jì)委2001年起在全國(guó)逐步推廣原料：陳糧為主木質(zhì)纖維素：潛在的原料50中國(guó)的燃料乙醇汽油乙醇燃料（Gasohol）：汽油90%，乙纖維素、半纖維素單糖乙醇51纖維素、半纖維素單糖乙醇51四、生物質(zhì)高分子材料

簡(jiǎn)介

52四、生物質(zhì)高分子材料

簡(jiǎn)介52高分子材料在給人們生活帶來(lái)便利的同時(shí)，其使用后的大量廢棄物也在與日俱增，給人類(lèi)賴(lài)以生存的自然環(huán)境造成不可忽視的負(fù)面影響。幾乎所有高分子材料來(lái)源于石油原料，而石油是不可再生資源高分子材料使用后廢棄的量大約占總量的50-60％，這些廢棄物難以分解，如普通塑料通常需100-150年才能完全分解，固體垃圾中塑料垃圾按重量算約占7-10％（一）發(fā)展生物質(zhì)高分子材料的優(yōu)勢(shì)（1）53高分子材料在給人們生活帶來(lái)便利的同時(shí)，其使用后的大量（一）發(fā)展生物質(zhì)高分子材料的優(yōu)勢(shì)（2）高分子材料的綠色化應(yīng)體現(xiàn)在從材料的制造、使用到廢棄物后處理的全過(guò)程以可再生的生物質(zhì)為原料制造可生物降解高分子材料是高分子材料工業(yè)發(fā)展的重要方向54（一）發(fā)展生物質(zhì)高分子材料的優(yōu)勢(shì)（2）高分子材料的綠色化應(yīng)體（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（1）目前，許多發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)塑料制品的使用和處理制定了嚴(yán)格的法規(guī)，使降解高分子材料得到迅速的發(fā)展美國(guó)：最大的降解聚合物研究組織是以UniversityofMassachusettsLowell為首的聚合物降解研究聯(lián)合體，成員包括3M,ICI,Novacor等大公司；另外美國(guó)還成立了生物/環(huán)境降解聚合物研究會(huì)，旨在促進(jìn)生物降解聚合物的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用55（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（1）目前，許多發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（2）美國(guó)Novon公司年產(chǎn)45000噸淀粉基熱塑性塑料，用于包裝托盤(pán)、餐具等，具有良好的生物降解性，但存在不耐水、透明性差的缺點(diǎn)Novoment公司生產(chǎn)60％淀粉改性聚乙烯醇的可降解材料，規(guī)模23000噸/年，用于生產(chǎn)薄膜、片等KagillDow公司已有5000噸規(guī)模的聚乳酸裝置，用于生產(chǎn)包裝材料56（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（2）美國(guó)Novon公司年（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（3）日本：早在1990年就制定了8年計(jì)劃，對(duì)生物降解高分子材料進(jìn)行有計(jì)劃的全面開(kāi)發(fā)。1991年開(kāi)發(fā)成功纖維素和殼聚糖復(fù)合生物降解塑料；1992年部分降解型塑料投放市場(chǎng)；90年代末期日本Zeneca公司規(guī)?；a(chǎn)微生物產(chǎn)生型全生物降解聚酯，用于包裝瓶和一次性使用剃須刀；日本玉米淀粉公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了年產(chǎn)20000噸的淀粉基全降解塑料。57（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（3）日本：57（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（4）中國(guó)：上世紀(jì)90年代以來(lái)，降解塑料研究發(fā)展迅猛，研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)單位又60多家。已建成60多條生產(chǎn)線，其中有10余條為引進(jìn)生產(chǎn)線。但產(chǎn)品除少數(shù)為光降解塑料外，大部分為填充型淀粉塑料，且淀粉含量?jī)H為10－30％，不能完全降解。全降解塑料雖然開(kāi)發(fā)單位很多，但真正高性能產(chǎn)品不多，僅在一些低端產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。58（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（4）中國(guó)：58（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（1）以淀粉為原料的高分子材料摻混型（部分降解）未改性淀粉：量少，透明性、機(jī)械性能差改性淀粉：增加相容性，提高加入量和透明性、機(jī)械性能?；瘜W(xué)改性；接枝共聚結(jié)構(gòu)型（全降解）化學(xué)改性為具有一定蔬水性的淀粉，再制成透明材料，美國(guó)Novon公司和日本玉米公司生產(chǎn)的全降解淀粉塑料即為該類(lèi)樹(shù)脂59（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（1）以淀粉為原料的高分子材（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（2）以纖維素為原料的高分子材料酯化及醚化產(chǎn)品：如醋酸纖維素、硝酸纖維素、乙基纖維素等，廣泛用于塑料、包裝、照片、煙草等行業(yè)摻混型產(chǎn)品：得到部分降解以及全降解塑料接枝共聚產(chǎn)品：多種共聚方法；用途廣泛60（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（2）以纖維素為原料的高分子（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（3）以木質(zhì)素為原料的高分子材料聚氨酯樹(shù)脂：直接合成、改性后合成酚醛樹(shù)脂：代替苯酚制備酚醛樹(shù)脂，用于膠粘劑和模塑材料離子交換樹(shù)脂：改性木素與甲醛或糠醛縮合，或與單體接枝共聚，可得到良好性能的離子交換樹(shù)脂61（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（3）以木質(zhì)素為原料的高分子（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（4）以松香為原料的高分子材料環(huán)氧樹(shù)脂增粘樹(shù)脂復(fù)合高分子乳液62（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（4）環(huán)氧樹(shù)脂62（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（5）木基塑料廢棄塑料和木屑等為原料制備的復(fù)合材料，塑料含量小于50％美國(guó)TREX公司木塑復(fù)合材料的年?duì)I業(yè)額已超過(guò)五億美元，市場(chǎng)總值達(dá)20億美元；日本的“EINWood”也是此類(lèi)產(chǎn)品木材的功能性改良產(chǎn)品63（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（5）木基塑料廢棄塑料和木屑（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（6）聚乳酸農(nóng)林生物質(zhì)資源發(fā)酵制備乳酸，再合成得到具有很好的生物降解性，同時(shí)有良好的生物相容性和生物可吸收性可代替通用塑料，目前的問(wèn)題是價(jià)格偏高64（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（6）農(nóng)林生物質(zhì)資源發(fā)酵制備（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（7）生物合成塑料——生物高分子微生物合成塑料：聚羥基脂肪酸酯（PHA）、聚3－羥基丁酸（PHB）轉(zhuǎn)基因植物合成塑料：轉(zhuǎn)基因擬南芥、油菜、淀粉類(lèi)作物生產(chǎn)（PHB）微生物聚氨酯：聚（γ－谷氨酸）（PGA）、聚（ε－賴(lài)氨酸）（PL）問(wèn)題：提高產(chǎn)量、降低成本65（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（7）生物合成塑料——生五、美國(guó)生物質(zhì)計(jì)劃2000年美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了“生物質(zhì)研究和開(kāi)發(fā)法案”。由美國(guó)農(nóng)業(yè)部（USDA）和能源部（DOE）牽頭組織全國(guó)的研發(fā)工作，并成立了“生物質(zhì)技術(shù)咨詢(xún)委員會(huì)”。提出了2020年規(guī)劃和技術(shù)路線圖66五、美國(guó)生物質(zhì)計(jì)劃2000年美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了“生物質(zhì)研究和開(kāi)發(fā)生物質(zhì)在美國(guó)經(jīng)濟(jì)中的作用（2020年目標(biāo)）67生物質(zhì)在美國(guó)經(jīng)濟(jì)中的作用（2020年目標(biāo)）67美國(guó)生物質(zhì)計(jì)劃核心研究領(lǐng)域（一）生物質(zhì)原料層面的研究和開(kāi)發(fā)其目標(biāo)是開(kāi)發(fā)可大規(guī)模提供低成本、高質(zhì)量的木質(zhì)纖維生物質(zhì)的技術(shù)，供生物提煉廠生產(chǎn)熱和電能、化學(xué)品和其它材料。68美國(guó)生物質(zhì)計(jì)劃核心研究領(lǐng)域（一）生物質(zhì)原料層面的研究和開(kāi)（二）糖平臺(tái)的研究和開(kāi)發(fā)主要包括用化學(xué)和生物技術(shù)將生物質(zhì)分解成單糖組分，其目標(biāo)是獲得廉價(jià)的糖，以開(kāi)發(fā)燃油、化學(xué)品和其它材料。制糖后的木質(zhì)素殘?jiān)捎糜诎l(fā)電或制備其它產(chǎn)品。

69（二）糖平臺(tái)的研究和開(kāi)發(fā)主要包括用化學(xué)和生物技術(shù)將生物質(zhì)分解（二）糖平臺(tái)的研究和開(kāi)發(fā)目前主要研究的方向是先將粉碎生物質(zhì)原料用稀酸進(jìn)行熱化學(xué)處理，水解半纖維素至戊糖，然后將纖維素進(jìn)行酶水解制取己糖。所得到的糖除發(fā)酵制乙醇外，還可制取高附加值的化學(xué)產(chǎn)品。70（二）糖平臺(tái)的研究和開(kāi)發(fā)目前主要研究的方向是先將粉碎生物質(zhì)原（二）糖平臺(tái)的研究和開(kāi)發(fā)美國(guó)西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）和國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)已對(duì)可由戊糖和己糖生產(chǎn)的300種化合物，根據(jù)其生產(chǎn)和進(jìn)一步加工高附加值化合物的可行性進(jìn)行了評(píng)估和篩選，提出了30種侯選平臺(tái)化合物。并從中又篩選出12種最有價(jià)值的平臺(tái)化合物。71（二）糖平臺(tái)的研究和開(kāi)發(fā)美國(guó)西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）30種侯選平臺(tái)化合物一氧化碳?xì)涓视?-羥基丙酸乳酸丙二酸丙酸絲氨酸3-羥基丁酮天冬氨酸富馬酸3-羥基丁內(nèi)酯蘋(píng)果酸丁二酸蘇氨酸阿拉伯糖醇糠醛谷氨酸衣糠酸乙酰丙酸輔氨酸木糖醇木糖酸烏頭酸檸檬酸2，5-呋喃二酸葡糖二酸賴(lài)氨酸左旋葡聚糖山梨醇7230種侯選平臺(tái)化合物一氧化碳?xì)?2種最有價(jià)值的平臺(tái)化合物1，4-丁二酸富馬酸2，5-呋喃二酸蘋(píng)果酸3-羥基丙酸天冬氨酸葡糖二酸谷氨酸衣糠酸乙酰丙酸3-羥基丁內(nèi)酯甘油山梨醇木糖醇/阿拉伯糖醇7312種最有價(jià)值的平臺(tái)化合物1，4-丁二酸富馬（三）熱化學(xué)平臺(tái)研究和開(kāi)發(fā)其目標(biāo)是將生物質(zhì)或生物提煉廠的生物質(zhì)殘?jiān)ㄟ^(guò)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化成熱解油和合成氣。它們可直接作為燃油或產(chǎn)品使用，亦可進(jìn)一步精制成可替代現(xiàn)有的原油、汽油、柴油、天然氣和高純氫的燃油和產(chǎn)品。74（三）熱化學(xué)平臺(tái)研究和開(kāi)發(fā)其目標(biāo)是將生物質(zhì)或生物提煉廠的生物（四）產(chǎn)品研究和開(kāi)發(fā)其目標(biāo)是將糖平臺(tái)和熱化學(xué)平臺(tái)提供的中間產(chǎn)品，根據(jù)市場(chǎng)需求開(kāi)發(fā)燃油、化學(xué)品和材料以及熱電產(chǎn)品。75（四）產(chǎn)品研究和開(kāi)發(fā)其目標(biāo)是將糖平臺(tái)和熱化學(xué)平臺(tái)提供的中間產(chǎn)美國(guó)生物質(zhì)計(jì)劃

5個(gè)核心研發(fā)領(lǐng)域關(guān)系圖糖平臺(tái)酶水解木質(zhì)素產(chǎn)品生物質(zhì)剩余物收集能源作物熱化學(xué)平臺(tái)熱解氣化產(chǎn)品

燃油、化學(xué)品、材料、熱和能生物提煉裝置76美國(guó)生物質(zhì)計(jì)劃

5個(gè)核心研發(fā)領(lǐng)域關(guān)系圖糖平臺(tái)生物質(zhì)熱化學(xué)平臺(tái)“糖平臺(tái)”和“熱化學(xué)平臺(tái)”是最有前景的二種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化工藝，在燃料乙醇方面，目前主要利用玉米淀粉水解糖發(fā)酵生產(chǎn)，但下一步將要集中開(kāi)發(fā)玉米秸桿等木質(zhì)纖維原料水解糖源制備燃料乙醇和其它化學(xué)品。77“糖平臺(tái)”和“熱化學(xué)平臺(tái)”是最有前景的二種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化工藝，在Themorethingschange,themoretheyremainthesame.Thankgoodness!78Themorethingschange,themo結(jié)束語(yǔ)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是一個(gè)古老而又新興的產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)代生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是在化石能源逐漸枯竭、全球變暖、環(huán)境惡化的形勢(shì)下產(chǎn)生的可持續(xù)發(fā)展的、保護(hù)環(huán)境的產(chǎn)業(yè)。我國(guó)是一個(gè)石油資源不足的國(guó)家，發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。生物質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)利用在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略地位中，將發(fā)揮越顯重要的作用。對(duì)解決“三農(nóng)”問(wèn)題也具有重要作用。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是具有十分廣闊應(yīng)用前景和戰(zhàn)略?xún)r(jià)值的研究領(lǐng)域和工業(yè)化發(fā)展方向。79結(jié)束語(yǔ)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是一個(gè)古老而又新興的產(chǎn)業(yè)?，F(xiàn)代生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)謝謝80謝謝80生物質(zhì)資源及其開(kāi)發(fā)利用福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院陳清松2010-0681生物質(zhì)資源及其開(kāi)發(fā)利用1一、生物質(zhì)資源的概念與資源潛力二、利用生物質(zhì)資源是可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)三、生物質(zhì)資源利用的途徑四、生物質(zhì)高分子材料簡(jiǎn)介五、美國(guó)生物質(zhì)計(jì)劃生物質(zhì)資源及其開(kāi)發(fā)利用82一、生物質(zhì)資源的概念與資源潛力生物質(zhì)資源及其開(kāi)發(fā)利用2一、生物質(zhì)資源的概念與資源潛力83一、生物質(zhì)資源的概念3生物質(zhì)和生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)生物質(zhì)是指由植物、動(dòng)物或微生物生命體所合成得到的物質(zhì)的總稱(chēng)，它直接或間接地來(lái)源于植物的光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體。生物質(zhì)資源屬于可再生而不會(huì)枯竭的資源。主要包括:*農(nóng)作物、樹(shù)木和木材廢棄物及剩余物；*植物（含水生植物）、草及其殘留物；*纖維和動(dòng)物廢棄物；*可分類(lèi)的城市垃圾和其它廢棄材料。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是指利用上述可再生的生物質(zhì)原料，通過(guò)工業(yè)性加工轉(zhuǎn)化，進(jìn)行生物基產(chǎn)品(biobasedproducts)和生物質(zhì)能源(bioenergy)生產(chǎn)的一種新興產(chǎn)業(yè)。在生物質(zhì)能源方面又可分為生物質(zhì)發(fā)電（biopower）和生物質(zhì)燃油（biofuel）。84生物質(zhì)和生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)生物質(zhì)是指由植物、動(dòng)物或微生物

各種速生的能源林、薪炭林、經(jīng)濟(jì)林、用材林、灌木林，木材及森林工業(yè)廢棄物；農(nóng)業(yè)廢棄物,如農(nóng)作物秸稈、稻殼、玉米芯、蔗渣等；水生植物；油料植物；城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物；動(dòng)物糞便。煤、石油和天然氣等化石能源也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的。生物質(zhì)包括以下幾個(gè)方面：85各種速生的能源林、薪炭林、經(jīng)濟(jì)林、用材林、灌木林，木材及森生物經(jīng)濟(jì)、生物產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)林業(yè)動(dòng)物微生物生物質(zhì)能源食品飼料藥品日用工業(yè)品環(huán)境86生物經(jīng)濟(jì)、生物產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能源6中國(guó)生物質(zhì)資源的特點(diǎn)中國(guó)生物質(zhì)資源的構(gòu)成及其能源潛力每年的生物質(zhì)能源總量達(dá)4.87億噸油當(dāng)量，其中有約3.7億噸可用于發(fā)電和供熱，占總量的76%，其余的1.17億噸在農(nóng)村地區(qū)則用作飼料、糞肥等其他用途。

農(nóng)業(yè)廢棄物

（稻谷、麥子和玉米三大糧食作物的生物質(zhì)比例占70%）農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)量及能源潛力（百萬(wàn)噸油當(dāng)量）87中國(guó)生物質(zhì)資源的特點(diǎn)中國(guó)生物質(zhì)資源的構(gòu)成及其能源潛力每年的林業(yè)生物質(zhì)資源潛力林區(qū)主要分布在東北、西南、西北和南部丘陵地區(qū)。據(jù)2004年完成的第六次國(guó)家森林資源調(diào)查（1999—2003），林木生物質(zhì)總資源量近200億噸?？色@得的林木質(zhì)資源種類(lèi)為：薪炭林、林業(yè)三剩物（采伐剩余物、造材剩余物和加工剩余物）、森林撫育間伐、灌木林平茬復(fù)壯、苗木截桿、經(jīng)濟(jì)林和城市綠化修枝，總量約8-10億噸。木材的消耗主要為三部分：44.2%用于制造木制品，32.1%由木材廠和農(nóng)場(chǎng)自身消耗，其余用于生活燃料。薪柴及木材廢棄物估計(jì)約2億多噸，合1億噸油當(dāng)量。然而，由于過(guò)度采伐，實(shí)際消費(fèi)量要大得多。88林業(yè)生物質(zhì)資源潛力林區(qū)主要分布在東北、西南、西北和南部丘陵中國(guó)森林資源類(lèi)型以及生物量測(cè)算表林木生物質(zhì)能類(lèi)型蓄積/面積(億m3/萬(wàn)hm2)總生物量（億噸）可獲得生物量（億噸/年）1森林124.6/14,200153～1666～7（用材、防護(hù)、特有和能源林）成熟、過(guò)熟林27.4/147036～403～3.5（采伐剩物和死木清理）近成熟林50/354062～661.8～2（撫育修枝）中齡林34.3/443040～421～1.2（撫育間伐）幼齡12.9/476015～180.2～0.3（撫育）2各種林地/33009～120.4～0.8經(jīng)濟(jì)林/21406～70.1～0.2（修剪）竹林/5001～20.1～0.2（剩余物）四旁、散生、疏林/6602～30.2～0.4（撫育修枝等）3灌木林4529.683～40.8～1（隔年輪平茬）4其他Others15～180.8～1.2林下灌叢8～90.4～0.5苗圃苗木3～40.2～0.3（截桿）城市綠化、綠籬4～50.2～0.3（撫育修剪等）總計(jì)136.2/2,2030180～2008～1089中國(guó)森林資源類(lèi)型以及生物量測(cè)算表林木生物質(zhì)能類(lèi)型蓄積/面積總禽畜排泄物2000年，中國(guó)禽畜的組成為：1.515億頭大型動(dòng)物如馬、牛、驢、騾和駱駝等，4.47億頭豬，2.9億頭羊，52.8億頭家禽。由此產(chǎn)生的排泄物總量干重達(dá)3.2億噸，合1.1億噸油當(dāng)量。禽畜排泄物生物質(zhì)能量增長(zhǎng)趨勢(shì)90禽畜排泄物2000年，中國(guó)禽畜的組成為：1.515億頭大型動(dòng)城市生活垃圾年產(chǎn)出量約1.5億噸，約合1500萬(wàn)噸油當(dāng)量，并以每年10%左右的增長(zhǎng)率遞增垃圾成分和產(chǎn)量受很多因素的影響：城市人口、居民收入、燃料結(jié)構(gòu)、飲食習(xí)慣、城市建設(shè)以及季節(jié)變化等有機(jī)成分的含量：發(fā)達(dá)城市的垃圾有機(jī)成分高，南方城市的垃圾有機(jī)成分普遍高于北方城市城市生活垃圾熱值：北京、廣州、上海、深圳等發(fā)達(dá)城市為4500kJ/kg以上，其他多數(shù)地區(qū)為3400kJ/kg左右91城市生活垃圾年產(chǎn)出量約1.5億噸，約合1500萬(wàn)噸油當(dāng)量工業(yè)廢棄物糧食加工廠、造紙廠、木材廠、釀酒廠、糖廠和食品廠等的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物。每年估計(jì)達(dá)4800萬(wàn)噸油當(dāng)量。

農(nóng)作物谷殼大米和小麥加工中大約可產(chǎn)生8100萬(wàn)噸谷殼。其中有30%左右的谷殼被用作生活燃料、乙醇發(fā)酵和動(dòng)物飼料，可作為能源利用的約5500萬(wàn)噸，相當(dāng)于1800萬(wàn)噸油當(dāng)量。造紙廢棄物造紙廠約10000家，多數(shù)規(guī)模較小。產(chǎn)生的生物質(zhì)估計(jì)為320萬(wàn)噸，合110萬(wàn)噸油當(dāng)量（其中有103萬(wàn)噸生物質(zhì)由木材紙漿產(chǎn)生，合30萬(wàn)噸油當(dāng)量）。木材廢棄物1999年木材廠廢棄物產(chǎn)量為0.37億立方米，合600萬(wàn)噸油當(dāng)量。據(jù)估算，中國(guó)木材年需求量超過(guò)3億立方米，國(guó)內(nèi)供應(yīng)量只能滿足需求的50%，其余則需從國(guó)外進(jìn)口，木材需求量不斷增加。92工業(yè)廢棄物糧食加工廠、造紙廠、木材廠、釀酒廠、糖廠和食品廠狹義生物質(zhì)資源概念93狹義生物質(zhì)資源概念13中國(guó)的生物質(zhì)能結(jié)構(gòu)（%）中國(guó)能源消耗結(jié)構(gòu)94中國(guó)的生物質(zhì)能結(jié)構(gòu)（%）中國(guó)能源消耗結(jié)構(gòu)14二、利用生物質(zhì)資源是可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)95二、利用生物質(zhì)資源15二、利用生物質(zhì)資源是可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)1．利用生物質(zhì)資源是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)我國(guó)是化石資源短缺的國(guó)家，尤其是石油資源2004年石油進(jìn)口達(dá)到1.2億噸,2020年將突破2億噸將成為長(zhǎng)期制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防安全的障礙化石資源不可再生，化石產(chǎn)品會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染鑒于資源與環(huán)境壓力,迫使人們尋找新型可再生資源目前生物質(zhì)資源被認(rèn)為是替代化石資源的最佳選擇96二、利用生物質(zhì)資源是可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)1620世紀(jì)是石油化學(xué)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時(shí)代。我國(guó)是一個(gè)石油資源不足的國(guó)家，石油儲(chǔ)量?jī)H為世界的2%，而消費(fèi)量卻為世界第二，石油進(jìn)口由1994年的300萬(wàn)t增加到2004年的1.2億t，進(jìn)口依存度達(dá)40%。發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。1．利用生物質(zhì)資源是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)9720世紀(jì)是石油化學(xué)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時(shí)代。1．利用生物質(zhì)資源是當(dāng)前經(jīng)美國(guó)計(jì)劃2020年生物基產(chǎn)品和生物能源較2000年增加20倍——可以減少碳排放量1億噸和增加農(nóng)民收入200億美元?dú)づ剖凸竟烙?jì)21世紀(jì)前50年生物質(zhì)將提供世界化學(xué)品和燃料的30%——市場(chǎng)份額達(dá)到1500億美元巴斯福公司2003年宣布將生物質(zhì)資源作為化學(xué)品生產(chǎn)的主要原料杜邦公司將2010年銷(xiāo)售額的25%定位于生物質(zhì)產(chǎn)品生物質(zhì)資源將有可能替代化石資源成為所有化學(xué)品的來(lái)源1．利用生物質(zhì)資源是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)98美國(guó)計(jì)劃2020年生物基產(chǎn)品和生物能源較2000年增加20倍2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)（1）資源豐富（2）品種多樣（3）用途廣泛二、利用生物質(zhì)資源是可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)992．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)（1）資源豐富二、利用生物質(zhì)資源是可持

（1）資源豐富我國(guó)生物質(zhì)來(lái)源廣泛，儲(chǔ)量大有高等植物3萬(wàn)多種，居世界第三位木本植物最豐富的國(guó)家之一，特有森林植物1000多種每年還有7億噸作物秸稈2億多噸林地廢棄物和木材加工剩余物未被利用數(shù)百萬(wàn)噸的樹(shù)木果實(shí)和天然樹(shù)脂數(shù)百萬(wàn)噸的廢棄生物油脂就總資源量，我國(guó)可開(kāi)發(fā)生物質(zhì)資源總量為8億噸標(biāo)煤這些資源為我們提供了可靠的原料保證2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)100

（1）資源豐富2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)20

（2）品種多樣現(xiàn)在已知世界上的生物多達(dá)25萬(wàn)多種生物的多樣性，決定了生物質(zhì)的多樣性任何一種生物都有可能為人類(lèi)提供一種或多種生物質(zhì)水稻可以提供淀粉、木質(zhì)素和纖維素樹(shù)木可以提供纖維素、木質(zhì)素、單糖及多糖、松脂、單寧、生漆、植物油脂等

2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)101

（2）品種多樣2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)21

（3）用途廣泛利用生物質(zhì)可以生產(chǎn)清潔燃料，如生物酒精、生物柴油等可以用于開(kāi)發(fā)出適應(yīng)未來(lái)市場(chǎng)且環(huán)境友好的生物基產(chǎn)品如生物質(zhì)高分子材料,生物質(zhì)精細(xì)化學(xué)品等生物質(zhì)在生產(chǎn)及使用過(guò)程中與環(huán)境友好2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)102

（3）用途廣泛2．生物質(zhì)資源的特點(diǎn)22

（1）緩解能源危機(jī)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展重要保證（2）促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展（3）是調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、解決“三農(nóng)”問(wèn)題的重要支撐3．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用二、利用生物質(zhì)資源是可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)103（1）緩解能源危機(jī)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展重要保證3．3．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用（1）緩解能源危機(jī)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保證石油儲(chǔ)量只是世界儲(chǔ)量的2%，消費(fèi)量高居世界第二位據(jù)預(yù)測(cè)，2020年石油進(jìn)口依賴(lài)度將超過(guò)55%電力供應(yīng)方面也存在較大缺口,1999年人均用電不到1,000度/人?年能源供應(yīng)安全問(wèn)題已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的障礙生物質(zhì)資源經(jīng)過(guò)物理和化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)可以高效地轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料,以及化工原料或產(chǎn)品，替代化石燃料，緩解資源短缺生物質(zhì)能屬于環(huán)境友好的清潔能源，可以避免環(huán)境污染1043．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用（1）緩解能源危機(jī)，是國(guó)3．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用（2）促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展以生物質(zhì)資源為依托的林業(yè)生物產(chǎn)業(yè)在推進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)具有廣闊發(fā)展前景充分顯示了林業(yè)生物產(chǎn)業(yè)巨大的發(fā)展?jié)摿?，順?yīng)了國(guó)際貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展的潮流，有利于增強(qiáng)我國(guó)綜合國(guó)力和國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力通過(guò)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可將現(xiàn)有林業(yè)總產(chǎn)值〔2003年林業(yè)總產(chǎn)值5860.33億元〕提高兩倍以上，從而促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展1053．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用（2）促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)的跨3．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用(3）是調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、解決“三農(nóng)”問(wèn)題的重要支撐我國(guó)生物質(zhì)資源主要分布在農(nóng)村8億多農(nóng)村居民約50％生活用能依靠秸稈、薪柴直接燃燒農(nóng)村秸稈等廢棄物嚴(yán)重過(guò)剩隨地焚燒，又造成了環(huán)境污染發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源，有利于逐步實(shí)現(xiàn)農(nóng)村用能優(yōu)質(zhì)化和清潔化，也有利于農(nóng)村全面建設(shè)小康社會(huì)目前我國(guó)每年有3億多噸的農(nóng)林資源剩余物沒(méi)有利用若利用其中10%來(lái)發(fā)電，則可以產(chǎn)生總電量的10%，給農(nóng)民帶來(lái)70多億元收入，既減少環(huán)境污染，同時(shí)又提供數(shù)百萬(wàn)人就業(yè)機(jī)會(huì)1063．對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用(3）是調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)三、生物質(zhì)資源利用的途徑

生物質(zhì)資源化學(xué)利用主要有三個(gè)方面:1.生物質(zhì)新材料2.生物質(zhì)化學(xué)品3.生物質(zhì)能源107三、生物質(zhì)資源利用的途徑生物質(zhì)資源化學(xué)利用主要有三個(gè)方面:木質(zhì)纖維素林業(yè)和農(nóng)業(yè)廢棄物化學(xué)組成:纖維素半纖維素木素提取物108木質(zhì)纖維素林業(yè)和農(nóng)業(yè)廢棄物28木材細(xì)胞壁：

纖維素、半纖維素和木素109木材細(xì)胞壁：

纖維素、半纖維素和木素29光合作用光子CO2光反應(yīng)暗反應(yīng)6-磷酸-果糖提取物木質(zhì)素半纖維素纖維素H2O淀粉其它多糖110光合作用光子CO2光反應(yīng)暗反應(yīng)6-磷酸-果糖提取物木質(zhì)素半纖o----o----o----o----o----o----o----oEnzyme纖維素：生物合成與生物降解EnzymeGlucoseβ-1’4-linkageo----o----o----o----o----o----o----o111o----o----o----o----o----o降解產(chǎn)品纖維素、半纖維素：低聚糖單糖糖醇乙醇乙烯膳食纖維食品飲品的添加劑和增稠劑藥品木質(zhì)素：表面活性劑分散劑減水劑油田各種用劑112降解產(chǎn)品纖維素、半纖維素：木質(zhì)素：32木質(zhì)纖維原料的化學(xué)利用

木質(zhì)纖維原料的化學(xué)利用主要是利用木材的三大組分，即纖維素、半纖維素和木素。從學(xué)科領(lǐng)域來(lái)看，主要為木材制漿、木材水解和木材熱解。113木質(zhì)纖維原料的化學(xué)利用木質(zhì)纖維原料的化學(xué)利用主要是利用木材近年來(lái)在木質(zhì)纖維原料爆破法予處理、纖維素酶解、戊糖己糖同步發(fā)酵方面也都進(jìn)行了不少工作。在戊糖利用方面，我國(guó)目前有200余家糠醛廠，產(chǎn)能超過(guò)30萬(wàn)t。2004年產(chǎn)糠醛20余萬(wàn)t，占世界產(chǎn)量的三分之二以上，是世界上最大的糠醛生產(chǎn)和出口國(guó)。114近年來(lái)在木質(zhì)纖維原料爆破法予處理、纖維素酶解、戊糖己糖同步發(fā)以糠醛為原料生產(chǎn)糠醇、呋喃樹(shù)脂、四氫糠醇、四氫呋喃和聚四氫呋喃等一系列產(chǎn)品均已工業(yè)化，在國(guó)際上具有重要的地位。在木糖和木糖醇生產(chǎn)方面也已有多家生產(chǎn)廠，具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。115以糠醛為原料生產(chǎn)糠醇、呋喃樹(shù)脂、四氫糠醇、四氫呋喃和聚四氫呋木材熱解

我國(guó)發(fā)展較快的為活性炭生產(chǎn)及其工藝設(shè)備和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，已成為世界上最大的活性炭生產(chǎn)國(guó)。此外，近年來(lái)隨著國(guó)家對(duì)生物質(zhì)能源的重視，對(duì)各種裂解工藝和爐型、生物質(zhì)氣化、成型燃料等也都有廣泛的研究和工業(yè)化生產(chǎn)。116木材熱解我國(guó)發(fā)展較快的為活性炭生產(chǎn)及其工藝設(shè)備和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，木素利用

包括木素?zé)峤庵苹钚蕴?，木素磺酸鹽的生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)利用，木素直接燃燒技術(shù)等。117木素利用包括木素?zé)峤庵苹钚蕴?，木素磺酸鹽的生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)利用，固沙促進(jìn)植被生長(zhǎng)木素應(yīng)用于荒漠化治理118固沙促進(jìn)植被生長(zhǎng)木素應(yīng)用于荒漠化治理38非木質(zhì)林業(yè)原料的化學(xué)利用

目前的主要產(chǎn)品為松香、松節(jié)油、植物單寧、紫膠、桐油、芳香油、生物活性提取物及其深加工產(chǎn)品等。在松脂化學(xué)加工方面，我國(guó)年產(chǎn)松香60萬(wàn)t，是世界上最大的松香生產(chǎn)國(guó)。從非木林產(chǎn)品，如松節(jié)油、松香、五倍子等提取天然化學(xué)品，再進(jìn)一步合成各種化工產(chǎn)品也有了很大的發(fā)展。119非木質(zhì)林業(yè)原料的化學(xué)利用目前的主要產(chǎn)品為松香、松節(jié)油、植物1.生物質(zhì)新材料生物質(zhì)資源中，纖維素含量最豐富纖維素經(jīng)過(guò)化學(xué)改性，保持原有特征，又賦予纖維素某些特殊的性能。如纖維素和甲殼素改性復(fù)合，制成農(nóng)用薄膜，2個(gè)月后可自然降解纖維素可以制成超吸水材料、吸附材料、生物活性材料、膜材料、液晶材料等由木質(zhì)纖維原料可以加工成可降解木基塑料和木塑復(fù)合材料1201.生物質(zhì)新材料生物質(zhì)資源中，纖維素含量最豐富401.生物質(zhì)新材料木素是產(chǎn)量?jī)H次于纖維素的一種天然高分子化合物。也是造紙工業(yè)的副產(chǎn)物,沒(méi)有充分利用，污染了環(huán)境采用化學(xué)、生化等接枝方法改性木素可以制備土壤調(diào)節(jié)劑、助凝劑、增稠劑、石油鉆井液、分散劑等現(xiàn)在注重于開(kāi)發(fā)以木素為基礎(chǔ)的合成高分子材料，生產(chǎn)合成樹(shù)脂、表面活性劑和膠粘劑等產(chǎn)品如：木素經(jīng)溶解、紡紗制成纖維，再經(jīng)熱穩(wěn)定化處理，制得碳纖維1211.生物質(zhì)新材料木素是產(chǎn)量?jī)H次于纖維素的一種天然高分子化合物1.生物質(zhì)新材料估計(jì)全世界每年生物合成的甲殼素約1000億噸甲殼素主要存在于蝦，蟹等節(jié)肢動(dòng)物將甲殼素脫乙?；梢缘玫綒ぞ厶羌讱に睾蜌ぞ厶强梢灾瞥梢壕Р牧?、膜材料、吸附材料及催化劑殼聚糖可以制成纖維材料，具有抗菌、防腐、止血和促進(jìn)傷口愈合等特殊功能，在醫(yī)用方面應(yīng)用很具吸引力甲殼素和殼聚糖具有藥物作用：抗心律失常，防治動(dòng)脈粥樣硬化，降膽固醇和甘油三酯，抗腫瘤和抗感染作用，可以制成醫(yī)藥中間體1221.生物質(zhì)新材料估計(jì)全世界每年生物合成的甲殼素約1000億噸1.生物質(zhì)新材料淀粉廣泛分布在植物的根、莖、種子內(nèi)在自然界多糖類(lèi)化合物中數(shù)量?jī)H次于纖維素和甲殼素它的結(jié)構(gòu)式與纖維素相似淀粉具有三個(gè)羥基，利用羥基反應(yīng)，生成一系列衍生物可以用于食品、醫(yī)藥、造紙、紡織等行業(yè)，也可以作高吸水樹(shù)脂日本豐田公司開(kāi)發(fā)淀粉塑料制成的汽車(chē)配件富士通公司用玉米淀粉制成聚乳酸酯塑料

1231.生物質(zhì)新材料淀粉廣泛分布在植物的根、莖、種子內(nèi)432.生物質(zhì)化學(xué)品1）生物質(zhì)綠色平臺(tái)化合物平臺(tái)化合物是指那些來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、用途眾多的一類(lèi)基本有機(jī)化合物，可以進(jìn)一步合成一系列高附加值產(chǎn)品。如乙烯、丙烯就是石油工業(yè)的平臺(tái)化合物生物質(zhì)資源具有獲得新型綠色平臺(tái)化合物的優(yōu)勢(shì)，可作為典型的綠色替代原材料用于合成各種化學(xué)品，如乳酸，乙醇、糠醛和乙酰丙酸等Cargill-Dow公司正在建設(shè)一個(gè)14萬(wàn)噸/年的由玉米芯發(fā)酵生產(chǎn)聚乳酸的工廠，開(kāi)出發(fā)多種聚合物塑料1242.生物質(zhì)化學(xué)品1）生物質(zhì)綠色平臺(tái)化合物44

2）生物質(zhì)提取物和分泌物這是生物質(zhì)資源綜合利用的重要領(lǐng)域,具有廣闊的市場(chǎng)空間和良好的產(chǎn)業(yè)化前景如松脂、植物藥、生物農(nóng)藥、精油、單寧、色素、飼料添加劑等提取物和分泌物利用今后發(fā)展方向著重于產(chǎn)品的深加工，開(kāi)發(fā)高附加值產(chǎn)品2.生物質(zhì)化學(xué)品1252）生物質(zhì)提取物和分泌物2.生物質(zhì)化學(xué)品453.生物質(zhì)能源

生物質(zhì)能是未來(lái)最重要的可再生性能源許多國(guó)家已把高效利用生物質(zhì)能放在一個(gè)重要的地位生物質(zhì)能在總能耗中由2～3%激增到2000年的15%目前在生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化主要集中在氣化（發(fā)電、供熱）液化（生物油、乙醇、生物柴油）固化和直接燃燒1263.生物質(zhì)能源生物質(zhì)能是未來(lái)最重要的可再生性能源463.生物質(zhì)能源1988年起，歐共體陸續(xù)投入12億美元開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源美國(guó)計(jì)劃2010年生物質(zhì)將提供5300萬(wàn)噸乙醇和1200萬(wàn)噸生物柴油美國(guó)生物質(zhì)目前提供4%的能源，計(jì)劃2010年10%，到2020年17%英國(guó)計(jì)劃2010年的可再生能源發(fā)電將占總發(fā)電量10％巴西2002年已有1100萬(wàn)噸生物酒精燃料用于交通運(yùn)輸歐盟國(guó)家2001年生物柴油產(chǎn)量已超過(guò)100萬(wàn)噸預(yù)計(jì)到2050年世界上38%的直接燃料將來(lái)自生物質(zhì)資源1273.生物質(zhì)能源1988年起，歐共體陸續(xù)投入12億美元開(kāi)技術(shù)和產(chǎn)品方向⑴生物質(zhì)氣化發(fā)電工程化技術(shù)⑵生物酒精：戊糖己糖、纖維素、非食用基淀粉類(lèi)，轉(zhuǎn)化技術(shù)與得率⑶生物柴油：酯化、酯交換法、生物酶法⑷生物質(zhì)氣化合成液體燃料：研究生物質(zhì)制取氫氣和作為合成氣體的轉(zhuǎn)化技術(shù)（氫氣、二甲醚、合成甲醇）；⑸能源作物培育⑹系統(tǒng)集成技術(shù)⑺沼氣技術(shù)⑻生物質(zhì)成型固化技術(shù)128技術(shù)和產(chǎn)品方向⑴生物質(zhì)氣化發(fā)電工程化技術(shù)48燃料乙醇：應(yīng)對(duì)石油危機(jī)的一種新能源129燃料乙醇：49中國(guó)的燃料乙醇汽油乙醇燃料（Gasohol）：汽油90%，乙醇10%國(guó)家計(jì)委2001年起在全國(guó)逐步推廣原料：陳糧為主木質(zhì)纖維素：潛在的原料130中國(guó)的燃料乙醇汽油乙醇燃料（Gasohol）：汽油90%，乙纖維素、半纖維素單糖乙醇131纖維素、半纖維素單糖乙醇51四、生物質(zhì)高分子材料

簡(jiǎn)介

132四、生物質(zhì)高分子材料

簡(jiǎn)介52高分子材料在給人們生活帶來(lái)便利的同時(shí)，其使用后的大量廢棄物也在與日俱增，給人類(lèi)賴(lài)以生存的自然環(huán)境造成不可忽視的負(fù)面影響。幾乎所有高分子材料來(lái)源于石油原料，而石油是不可再生資源高分子材料使用后廢棄的量大約占總量的50-60％，這些廢棄物難以分解，如普通塑料通常需100-150年才能完全分解，固體垃圾中塑料垃圾按重量算約占7-10％（一）發(fā)展生物質(zhì)高分子材料的優(yōu)勢(shì)（1）133高分子材料在給人們生活帶來(lái)便利的同時(shí)，其使用后的大量（一）發(fā)展生物質(zhì)高分子材料的優(yōu)勢(shì)（2）高分子材料的綠色化應(yīng)體現(xiàn)在從材料的制造、使用到廢棄物后處理的全過(guò)程以可再生的生物質(zhì)為原料制造可生物降解高分子材料是高分子材料工業(yè)發(fā)展的重要方向134（一）發(fā)展生物質(zhì)高分子材料的優(yōu)勢(shì)（2）高分子材料的綠色化應(yīng)體（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（1）目前，許多發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)塑料制品的使用和處理制定了嚴(yán)格的法規(guī)，使降解高分子材料得到迅速的發(fā)展美國(guó)：最大的降解聚合物研究組織是以UniversityofMassachusettsLowell為首的聚合物降解研究聯(lián)合體，成員包括3M,ICI,Novacor等大公司；另外美國(guó)還成立了生物/環(huán)境降解聚合物研究會(huì)，旨在促進(jìn)生物降解聚合物的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用135（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（1）目前，許多發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（2）美國(guó)Novon公司年產(chǎn)45000噸淀粉基熱塑性塑料，用于包裝托盤(pán)、餐具等，具有良好的生物降解性，但存在不耐水、透明性差的缺點(diǎn)Novoment公司生產(chǎn)60％淀粉改性聚乙烯醇的可降解材料，規(guī)模23000噸/年，用于生產(chǎn)薄膜、片等KagillDow公司已有5000噸規(guī)模的聚乳酸裝置，用于生產(chǎn)包裝材料136（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（2）美國(guó)Novon公司年（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（3）日本：早在1990年就制定了8年計(jì)劃，對(duì)生物降解高分子材料進(jìn)行有計(jì)劃的全面開(kāi)發(fā)。1991年開(kāi)發(fā)成功纖維素和殼聚糖復(fù)合生物降解塑料；1992年部分降解型塑料投放市場(chǎng)；90年代末期日本Zeneca公司規(guī)模化生產(chǎn)微生物產(chǎn)生型全生物降解聚酯，用于包裝瓶和一次性使用剃須刀；日本玉米淀粉公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了年產(chǎn)20000噸的淀粉基全降解塑料。137（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（3）日本：57（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（4）中國(guó)：上世紀(jì)90年代以來(lái)，降解塑料研究發(fā)展迅猛，研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)單位又60多家。已建成60多條生產(chǎn)線，其中有10余條為引進(jìn)生產(chǎn)線。但產(chǎn)品除少數(shù)為光降解塑料外，大部分為填充型淀粉塑料，且淀粉含量?jī)H為10－30％，不能完全降解。全降解塑料雖然開(kāi)發(fā)單位很多，但真正高性能產(chǎn)品不多，僅在一些低端產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。138（二）生物質(zhì)高分子材料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀（4）中國(guó)：58（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（1）以淀粉為原料的高分子材料摻混型（部分降解）未改性淀粉：量少，透明性、機(jī)械性能差改性淀粉：增加相容性，提高加入量和透明性、機(jī)械性能?；瘜W(xué)改性；接枝共聚結(jié)構(gòu)型（全降解）化學(xué)改性為具有一定蔬水性的淀粉，再制成透明材料，美國(guó)Novon公司和日本玉米公司生產(chǎn)的全降解淀粉塑料即為該類(lèi)樹(shù)脂139（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（1）以淀粉為原料的高分子材（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（2）以纖維素為原料的高分子材料酯化及醚化產(chǎn)品：如醋酸纖維素、硝酸纖維素、乙基纖維素等，廣泛用于塑料、包裝、照片、煙草等行業(yè)摻混型產(chǎn)品：得到部分降解以及全降解塑料接枝共聚產(chǎn)品：多種共聚方法；用途廣泛140（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（2）以纖維素為原料的高分子（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（3）以木質(zhì)素為原料的高分子材料聚氨酯樹(shù)脂：直接合成、改性后合成酚醛樹(shù)脂：代替苯酚制備酚醛樹(shù)脂，用于膠粘劑和模塑材料離子交換樹(shù)脂：改性木素與甲醛或糠醛縮合，或與單體接枝共聚，可得到良好性能的離子交換樹(shù)脂141（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（3）以木質(zhì)素為原料的高分子（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（4）以松香為原料的高分子材料環(huán)氧樹(shù)脂增粘樹(shù)脂復(fù)合高分子乳液142（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（4）環(huán)氧樹(shù)脂62（三）生物質(zhì)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)（5）木基塑料廢棄塑料和木屑等為原料制備的復(fù)合材料，塑料含量小于50％美國(guó)TREX公司木塑復(fù)合材料的年?duì)I業(yè)額已超過(guò)五億美元，市場(chǎng)總值達(dá)20億美元；日本的“EINWood”也是此類(lèi)產(chǎn)品