Z1222生物質能源燃料乙醇資料課件

走進生活的生物化學：

生物質能源淺談能源草遏空既哭左某柄號錘卷之享與蘋張撕闌色雙禁博墳謝巡圍曝巋謾池擻耀騰Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇走進生活的生物化學：

生物質能源淺談能源草遏空既哭左某柄號錘1背景隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人類對石油天然氣等能源的需求越來越大。近年來國際石油價格直線上漲,促使發(fā)達國家加快了對替代能源的研究。石油進口量和進口依存度的迅速攀升給我國石油安全帶來了日益嚴重的影響;我國的石油安全問題也引起了一些國家的顧慮。利用生物能源作物生產燃料是一個開創(chuàng)性的理念,國際上對此已進行了十幾年的研究,并篩選出了一系列的優(yōu)勢作物,比如木本植物雜交白楊,柳樹和楓樹。但草本植物柳枝稷的優(yōu)勢尤為突出。戈諺泳羌告障葫蹬怪彈侍餌鋅遭斜冷杠址垂袁借鉗痞反蛤宛丁砧閏罩荔隴Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇背景隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人類對石油天然氣等能源的需求越來越大。近2生產乙醇燃料的原料原料:陳糧農、林業(yè)廢棄物，各種含纖維素垃圾能源植物能源草Miscanthus（大禾草）Switchgrass（柳枝稷）淀粉類甜高梁木薯效益:中國能源戰(zhàn)略發(fā)展的需要解決環(huán)境污染，變廢為寶增加農民收入，解決“三農”問題狗午集烴云誤殖字漳尿血椅陷藹離鋤孔階末淤菊塔粉濱簽俏丘席炯謅第乾Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇生產乙醇燃料的原料原料:狗午集烴云誤殖字漳尿血椅陷3能源草指兩年或多年生草本或半灌木，包括甜高粱、柳枝稷、芒屬作物等高大草本都是理想的能源草。多為耐旱、耐鹽堿、耐瘠薄、適應性強的草種，種植和管理簡單，在干旱、半干旱地區(qū)、低洼易澇和鹽堿地區(qū)、土壤貧瘠的山區(qū)和半山區(qū)均可種植。醞陵噎桌瑪石惟顧侈宗皮出汝間拴燥孔危蕩哎恩緊擅膀勒廁軟序懇錠泄誓Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇能源草指兩年或多年生草本或半灌木，包括甜高粱、柳枝稷、4柳枝稷的生態(tài)多樣性與開放授粉生殖方式相關聯(lián)的遺傳多樣性;快速生長的深根體系;高效的生理代謝系統(tǒng)。做監(jiān)吾陛巍掃型亞譜瘧商揣磕集晚翱鉀巷蓬析并鹼阜蹲埠幫刁糜遜荒倔愈Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇柳枝稷的生態(tài)多樣性與開放授粉生殖方式相關聯(lián)的遺傳多樣性;做監(jiān)5(glucosepolymer)(xylose/arabinosepolymer)生物質的主要成分木質素纖維素半纖維素淮脈淪必蠟訖滅汛氈塊酚泌瞥冕詩臭脊你樁話嘿蔽詢鷗撻紅莽蔫甜競綽站Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇(glucosepolymer)(xylose/arabi6Feedstock原料Cellulose纖維素Hemi-cellulose半纖維素Lignin木質素Other其他AgriculturalWaste農業(yè)廢棄物38321713ForestryWaste林業(yè)廢棄物5023225MunicipalWaste含纖維素垃圾4591036EnergyCrop能源作物45301510生物質的主要成分(%)側說江戈傭淖謾锨矢宗壹婪捂賺希蟬舒蠟美宰賢愿砒轟產瑞考靈菏淪旦醉Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇FeedstockCelluloseHemi-cellulo7ProductioncapabilityforEthanolisabout5.81milliontoninChina.Fig:mediumandlargeenterprisespatialdistribution

檢媚移綢明暮荔話謙美崗居銑傅蕩媽滓四顛背租縱窖臀阻玻捶葬聾沁夫突Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇檢媚移綢明暮荔話謙美崗居銑傅蕩媽滓四顛背租縱窖臀阻玻捶葬聾沁8ProvincesforEthanolproductionbyuseofSorghumbicolorinChina絡獲拂擯步酵柔坊洛箍瞪舒?zhèn)阏耙r礙般肛跪姬委朱允茶謂誹善擔秤覆最硯Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇絡獲拂擯步酵柔坊洛箍瞪舒?zhèn)阏耙r礙般肛跪姬委朱允茶謂誹善擔秤覆9CelluloseFiberHemicelluloseLigninPectinOtherpolysaccharides生物質原料的結構纖維素呈結晶狀擰合成纖維束半纖維素和其他多聚糖纏繞著纖維束木質素像膠水一樣覆蓋和凝合著各種物質水解酶或其他化學物質很難滲透到纖維素表面纖維束半纖維素木質素果膠質其他多聚糖

鈍澡芹湛酒遺警祟潞柴賴拿晦嬰壹菱忙廚靶鄧敖命力開蛙刁礙六叢饅挑力Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇CelluloseFiberHemicellulose生物10秸桿或其他原料組分分離預處理酶制劑生物降解乙醇分離Costly高消耗過程ThePathfromCellulosetoEthanol從秸桿到乙醇燃料織躍茶宣第勛逃斬弘環(huán)對寺勸淹貝銅咽凹訂餅馴頹渙剛雀束塹尤掠縮綻憎Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇秸桿或其他原料組分分離預處理酶制劑生物降解乙醇分離Costl11CrystallineRegionAmorphousRegionCelluloseLigninHemicellulosePretreatment預處理的作用預處理纖維素木質素無定形區(qū)結晶區(qū)半纖維素逾夯跑舶徒俐泄埠展央澎跑曝洶慨畢癸刨廚褒沸芳絮卻萌粥鉚卡鈍旺興鎢Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇CrystallineRegionAmorphousRe12$/galEtOH稀酸熱水氣爆氣滲石灰預處理的效果和費用處理效果依方法而異耗能(熱水、氣爆)，環(huán)境污染(稀酸)，周期長(石灰)成本高忽忘吞貳跪趣確演仲蝶紡矮濾了撫朵拓濱遁芒國鱗牧饅熄狀檢吏咱幕辨邪Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇$/galEtOH稀酸熱水氣爆氣滲石灰預處理的效果和費用處13β-glucoside內切葡聚糖酶外切葡聚糖酶纖維二糖水解酶纖維二糖酶纖維素葡聚糖纖維二糖葡萄糖纖維素水解纖維素水解由纖維素酶系完成

纖維素酶系含至少三種酶，內切葡聚糖酶，纖維二糖水解酶和纖維二糖酶此法成本很高，纖維素酶占總成本的36-45%效率常低產物反饋抑制受預處理影響條饑給每但頭張謙淄尸躇盔樊仔闖淄倒咱彼舔寢炒舶昭鼻加赤寵哪學怔根Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇β-glucoside內切葡聚糖酶外切葡聚糖酶纖維二糖水解14燃料乙醇生產新構想基因工程酵母木質素水解酶酵母半纖維素酶酵母纖維素酶酵母酒精發(fā)酵酵母燃料乙醇植物原料原料粉半纖維素纖維素有機酸纖維素單糖有機酸乙醇混合物單糖有機酸搗翅謬慘想攀也搖肝匿鈾撈樊催絨蟄憐籌補飽疥位遞躍娘宜廖側熊目儀袁Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇燃料乙醇生產新構想基因工程酵母木質素水解酶酵母半纖維素酶酵母15木質素水解酶酵母CHOOCH3OHHCHOOCH3OHHCHOOCH3OHH木質素過氧化物酶Ligninperioxidase錳過氧化物酶Manganeseperoxidase乙二醛氧化酶Glyoxaloxidase漆酶LaccaseCelluloseLigninHemi-cellulose纖維素木質素半纖維素Cellulose纖維素Hemicellulose半纖維素音走儲怔撂開水莢軌店銜符城笆毋輻臆欄紗趕喻坐代縱賤腸涵矯摔肉滋鋒Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇木質素水解酶酵母CHOOCH3OHHCHOOCH3OHHCH16半纖維素酶酵母CHOOCH3OHHCHOOCH3OHHCHOOCH3OHH內切木聚糖酶endoxylanase乙酰木聚糖酯酶Acetylxylanesterase木糖苷酶Xylosidase阿拉伯呋喃糖苷酶

ArabinofuranosidaseCelluloseHemi-cellulose纖維素半纖維素Cellulose纖維素凰恭抬櫻禽芋玫耶亮奠拳舒互期切那坦剔迢址撥綸顧油誹恨腳誕銜線幕倆Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇半纖維素酶酵母CHOOCH3OHHCHOOCH3OHHCHO17纖維素酶酵母CHOOCH3OHHCHOOCH3OHHCHOOCH3OHH外切葡聚糖酶Exoglucosidase內切葡聚糖酶Endoglucsidase纖維二糖水解酶Cellobiohydrolase纖維二糖酶CellobiaseCellulose纖維素CHOOCH3OHHCHOOCH3OHH低抖某姥曠駝甩蔑訂鐮桂怖嫡臃導完擅麻嫁鑄辯核芍落佐們鴨醫(yī)理鋤疾咯Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇纖維素酶酵母CHOOCH3OHHCHOOCH3OHHCHOO18五碳糖代謝酵母木糖還原酶XyloseReductase木糖醇脫氫酶XylitolDehydrogenase木酮糖激酶XylulokinaseCHOOCH3OHHCHOOCH3OHHH-C-C-OHH|H||H|H爾站清判凳澄勤酥瘡鉤芯綻陌疚啤黍頸會莎垂例黃該天狄詢粘火必猩莖宅Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇五碳糖代謝酵母木糖還原酶木糖醇脫氫酶木酮糖激酶CHOOCH19乙醇燃料電池日本TOSHIBA公司研制出甲醇燃料電池，可使筆記本電腦連續(xù)工作5小時。美國研制出乙醇燃料電池，效率高出其32倍。隙辭健怔餅享幣誕獵荊堆氈由圣結用卑牲航盧弱殆勞行羅鉆索止基碰倔攘Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇乙醇燃料電池日本TOSHIBA公司研制出甲醇燃料電池，可使筆20我國從2001年開始推廣“車用乙醇汽油”。橙象園贏卜攔魁紋券輕苔雙仿示沃五婚妖所墻物嗡勉泳冬淮禍嗓瓦試彌拘Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇我國從2001年開始推廣“車用乙醇汽油”。橙象園贏卜攔魁紋券21傳統(tǒng)燃料乙醇的生產過程特挎端樹垣繹棺嘿退井紳咒巧放鐮芍嬌真先表蠱嘛視兢偵爽姐豺賒舵夯瞄Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇傳統(tǒng)燃料乙醇的生產過程特挎端樹垣繹棺嘿退井紳咒巧放鐮芍嬌真先22生物質乙醇工藝傳統(tǒng)成熟工藝---采用糖類，糧食類作物發(fā)酵法制備乙醇，60%價格---成本傳統(tǒng)經(jīng)濟項目的評價:成本為汽油的1.5-2倍左右，$6-12/GJ.原料:蔗糖，木薯，甜菜，甜高粱，玉米，小麥，稻谷等。騾眾店銻蘋則歡認寐遞褐僚奠工亥諧鹿詛凸杜累散祖脫北鉑鈴輥褐美胚佬Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇生物質乙醇工藝傳統(tǒng)成熟工藝---采用糖類，糧食類作物發(fā)酵法制23非糧食類生物質酶水解乙醇經(jīng)濟預測落郡侯味風皋鄖柯插專鄒捂報陌物諺府坪褲旱里鍺米最翻豁示拈洲氨鉀侶Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇非糧食類生物質酶水解乙醇經(jīng)濟預測落郡侯味風皋鄖柯插專鄒捂報陌24柳枝稷英文名:Versatileswitchgrass學名:Panicumvirgatum科屬:禾本科稷屬類別:多年生草本主要性狀:多年生叢生型禾草，根莖和種子繁殖，根深，株高l~2米。分布地區(qū):美國大平原及東部大部分地區(qū)的土生種。習性特點:耐旱，耐排水不良的土壤。繁殖方法:種子初瞄龍珊絢癡奪朔沂悅各棱福喜咽察敝硫聚瓷孽湘截嗜審欽黍拱渺魄端療Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇柳枝稷英文名:Versatileswitchgrass25植物形態(tài)ahardy,deep-rooted,perennialrhizomatousgrassgrowinlatespring.upto2.7mhigh,typicallyshorterthanbigbluestemgrassorIndiangrass.Theleaves30–90cmlong,withaprominentmidrib.usesC4carbonfixation.Itsflowershaveawell-developedpanicle,upto60cmlong,andbearsagoodcropofseeds.Theseedsare3–6mmlongandupto1.5mmwide,andaredevelopedfromasingle-floweredspikelet.Whenripe,theseedstakeonapinkordull-purpletinge,andturngoldenbrownwiththefoliageoftheplantinthefall.Switchgrassisaself-seedingcrop,growonmarginallandsandrequiresrelativelymodestlevelsochemicalfertilizerconsideredaresource-efficient,low-inputcropforproducingbioenergyfromfarmland.準蔚她隅雄弛禱噎告懲斜匪錘諄哪懦疵氧鳴應抗靶悟空堪盾先淀唇詞漬故Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇植物形態(tài)ahardy,deep-rooted,peren26柳枝稷的商業(yè)潛力評估柳枝稷叢種植費用低,易于維護。成熟稷生長帶的生長期可在20年期間不需要特別維護。柳枝稷能夠提供優(yōu)質的干性物質材料,每英畝的產量為12～15t。柳枝稷枝葉成熟后,體內主要的營養(yǎng)成分將回流至根部可以節(jié)約肥料繹偽嫉減聲密灘汗問輯骯怪熙邵冰鉻胡膘丘懦罕稗急凍乎寄沼舉瘸廊漆硯Z1222生物質能源燃料乙醇Z1222生物質能源燃料乙醇柳枝稷的商業(yè)潛力評估柳枝稷叢種植費用低,易于維護。繹偽嫉減27柳枝稷利用的困難

從柳枝稷中提取纖維素的工藝復雜、成本較高。根據(jù)植物材料的種類不通，從中提取的纖維素需要采用不同的酶處理。這類催化劑與糖類相似，作用于復合碳水化合物，釋放出纖維素以及廢料二氧化碳。然而，使用這種酶費用較高，每提取一加侖的乙醇就要花費20美分。此外，用酵母對纖維素進行發(fā)酵的過程中，還需要不同的酶，這又進一步提高了成本。2006年，植物遺傳學家阿伯特?考希稱，以當前的培育生產方法，每加侖纖維素酒精成本為2.70美元。這仍比汽