能源作物发展现状和商业化前景

生物质是植物通过光合作用而固定于地球上的太阳能,通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源,生产各种清洁燃料替代矿物燃料,以减少人类对矿物能源的依赖,保护国家能源资源,减轻能源消费对环境造成的污染。其中,能源作物是指经专门种植,用以提供能源原料的草本和木本植物。利用山地、荒地等未利用土地,     

我国优势油脂类生物柴油植物蓖麻的种质资源发掘和生物柴油利用

发展可再生生物质能源是解决人类能源危机和环境污染的重要途径。利用边际土地发展油脂类生物质能是生物质能的重要组成部分。蓖麻因为适应性强和油脂成份独特被誉为"理想的生物柴油植物"。蓖麻是我国优势油脂类能源植物,利用边际土地,发展蓖麻产业为我国生物柴油产业化提供原料,是我国现阶段生物柴油产业化发展的相对理想而又现实的选择,而且具有重要的发展前景和巨大的发掘潜力。立足我国现阶段生物柴油产业化的瓶颈问题,着重阐述了蓖麻种质资源发掘的现状、优良品种培育的途径和发展前景,以及利用蓖麻种子油生产商业化生物柴油的现状,以期推动我国利用边际土地发展蓖麻产业以及生物柴油商业化生产。     

中国农业生物质能发展现状与展望

我国农业生物质能资源丰富，分布广泛，近年来，我国的生物质能开发利用取得了一定的成绩，沼气产业发展成熟，已经形成102万吨燃料乙醇的生产能力，开发了甜高粱茎秆等非粮作物生产燃料乙醇的技术储备，生物质发电技术进行了示范，利用技术基本成熟，发展潜力巨大。良好的宏观政策环境逐渐形成，未来我国农业生物质能的发展重点是固体成型燃料、沼气和能源作物。[编者按]     

生物柴油研发进展

大力发展包括生物质能在内的可再生能源具有重要的战略意义,也是一个必然的趋向。分布极为广泛的生物质能“取之不尽,用之不竭”,很有开发潜力。在《生物工程学报》(2005,21(5):813)的“大力发展生物质能及其产业化”一文中提到应引起注意的十个方面的问题。当前世界各国都在关     

2015生物能源专刊序言

生物能源领域的研究和产业开发在近年得到了快速发展,呈现出系统性和多元性的趋势。2014年10月17–19日,第四届生物质能源技术国际会议-暨第八届国际生物能源会议(ICBT/WBS 2014)在长沙市举行。本次会议由中国可再生能源学会生物质能专业委员会、生物质能源产业技术创新战略联盟、欧洲生物质能产业协会、美国化学工程师学会和联合国开发计划署主办,由湖南省林业科学院和清华大学中国-巴西气候变化与能源技术创新研究中心承办。在会议优秀论文基础上,结合征稿出版了"生物能源"专刊。本专刊以综述和研究论文的形式介绍了国内在生物能源及相关领域的最新研究成果,包括生物质资源分析、预处理、燃料和化学品制备、副产品利用和策略研究等。     

江苏省能源农业发展的资源现状与发展潜力

在讨论江苏省农村生物质类型和资源总量的基础上,利用已有统计资料和数据,对江苏省能源农业发展的资源基础现状进行定量的估算,并通过对发展能源农业的种质和可利用土地、江苏省农业和畜牧业发展态势的分析研究,对江苏省能源农业的发展潜力进行了预测.研究表明,2006年江苏省农村生物质能总蕴藏量和可利用量折合标准煤分别达到14238.06万t和2311.54万t.到2010年和2015年,江苏省农村生物质能资源量折合标准煤将分别达到5390万t和6109万t.     

“后石油”时代最受关注的是可再生能源

可再生能源是最有希望、应积极开发的可替代能源的一个重要方面，其中生物质能是未来“取之不尽，用之不竭”的能源，其特点是可再生、来源广、洁净、使用安全；尽管能效不如化石能源，但有开发的大潜力，将有可能成为一种多元化的替代能源，应强化这方面研究与创新。本刊（2000，34（1）：100）报道生物乙醇作为燃料已在全球进入实用化；     

我国生物质能源发展战略

世界各国在调整本国能源发展战略时，已把高效利用生物质能列为能源利用中的重要课题。在我国．生物质能源的开发利用不仅具有重要的战略意义，而且具有非常广阔的前景。     

生物质能及其产业化的发展与对策

生物质能主要是由陆生和水生绿色生物通过光合作用合成能源物质(生物量)而储存的化学潜能。它在整个物质循环中是取之不尽、用之不竭的,只要有阳光,空气和水的存在,地球上的生命有机体不论是真核的或是原核的都直接地或间接地源源不断地提供各种不同形式的生物质能。这种生物能源有其自然能源的重要特点:可以再生即称之可再生能源。不污染环境即称之洁净能源;易实行产业化,可规模生产。因此,国际上很重视生物质能的开发,并加快其产业化,使之更有效服务于经济建设,又为民众所必需。     

生物质能及其开发利用的新技术与新趋势

在论述了人类生存物质基础的能源资源形成、种类与比例的基础上,系统地介绍了生物质及生物质能的概念、组成和生物质转化为生物质能的形式,以及生物质能作为人类未来生存所依赖的新能源的开发利用的新技术、现状与新趋势,为认识生物质能及其开发利用与人类生存和社会发展的关系奠定基础.     

落叶松人工林生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征

 本文在生物生产力研究的基础之上,通过热值测定,对东北东部帽儿山地区21年生人工落叶松(Larix gmelinii)生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征做了系统研究。结果表明：(1)植物热值随植物种类、器官、分布层次、年龄及季节而发生变化。(2)生态系统中活植物体的能量现存量为269.719×1010J／ha,而枯死体中的能量现存量为36.817×1010J／ha,其中凋落物层和立枯体中能量贮量各占84.04%和15.96%。 (3)生态系统能量净固定量为264.346×109J／ha·yr,其中29.49%的能量存留在植物体中,用于植物净生长。生态系统年能量归还量为88.809×109J／ha,其中32.39%的能量在当年被分解释放,余下能量积累于凋落物层之中;生态系统的能量转化效率为2.299%,与其它森林植物群落相比,落叶松人工林系统是高效率的能量代谢系统。     

落叶松人工林生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征

 本文在生物生产力研究的基础之上,通过热值测定,对东北东部帽儿山地区21年生人工落叶松(Larix gmelinii)生态系统净初级生产力形成过程中的能量特征做了系统研究。结果表明：(1)植物热值随植物种类、器官、分布层次、年龄及季节而发生变化。(2)生态系统中活植物体的能量现存量为269.719×1010J／ha,而枯死体中的能量现存量为36.817×1010J／ha,其中凋落物层和立枯体中能量贮量各占84.04%和15.96%。 (3)生态系统能量净固定量为264.346×109J／ha·yr,其中29.49%的能量存留在植物体中,用于植物净生长。生态系统年能量归还量为88.809×109J／ha,其中32.39%的能量在当年被分解释放,余下能量积累于凋落物层之中;生态系统的能量转化效率为2.299%,与其它森林植物群落相比,落叶松人工林系统是高效率的能量代谢系统。     

A Method for Measuring the Efficiency Gap between Average and Best Practice Energy Use: The ENERGY STAR Industrial Energy Performance Indicator

A common feature distinguishing between parametric/statistical models and engineering economics models is that engineering models explicitly represent best practice technologies, whereas parametric/statistical models are typically based on average practice. Measures of energy intensity based on average practice are of little use in corporate management of energy use or for public policy goal setting. In the context of companyor plant‐level indicators, it is more useful to have a measure of energy intensity that is capable of indicating where a company or plant lies within a distribution of performance. In other words, is the performance close to (or far from) the industry best practice? This article presents a parametric/statistical approach that can be used to measure best practice, thereby providing a measure of the difference, or “efficiency gap,” at a plant, company, or overall industry level. The approach requires plant‐level data and applies a stochastic frontier regression analysis used by the ENERGY STAR^TM industrial energy performance indicator (EPI) to energy intensity. Stochastic frontier regression analysis separates energy intensity into three components: systematic effects, inefficiency, and statistical (random) error. The article outlines the method and gives examples of EPI analysis conducted for two industries, breweries and motor vehicle assembly. In the EPI developed with the stochastic frontier regression for the auto industry, the industry median “efficiency gap” was around 27%.     

干旱能源植物的发掘与应用策略

随着人类社会的快速发展和对化石能源的不合理开采,化石能源整体可开采量锐减;另一方面,化石能源的大量使用造成日益凸显的环境污染问题,发展生物质能源对解决能源危机、促进社会可持续发展具有重要意义。囿于人口持续增长和粮食需求不断增加,发展能源植物的重要突破口在于大力开发不与粮食作物争地争水的干旱能源植物。因此,从能源植物概念及其意义入手,论述国内外干旱能源植物应用现状和在实际种植生产过程中存在的问题,综合分析适合作为干旱能源植物的新类型,进而提出干旱能源植物的应用策略。     

能源植物资源的研究和开发

植物能源是一种清洁的、方便的可替代能源,发展植物能源是解决矿石能源危机的可行的措施,生物汽油和生物柴油产业已得到初步发展和应用。按照能源植物所含特定化学物质的对能源植物进行类别划分,并结合我国的实际,提出我国适宜发展的能源植物品种。     

Relationship between transpiration and respiration in plants during the dark period

Energetic aspects of the relation between transpiration and respiration during the dark period were evaluated. One-year old seedlings of three trees, one bush and one annual plant were grown in controlled conditions. Experiments were performed under uniform environment during the day and two regimes of air relative humidity (RH) during the night, low (50 - 65 %) and high (95 %). For all investigated plant species the dark transpiration rate (E), the free energy of respiratory substrate, the entropy production and the free energy balance (FEB) of the dark respiration were higher at low than at high RH. E was linearly related to the FEBr ² ranged between 0.63 and 0.90)     

Patterns of species richness for vascular plants in China's nature reserves

Explaining the heterogeneous distribution of biodiversity across the Earth has long been a challenge to ecologists and biogeographers. Here, we document the patterns of plant species richness for different taxonomic groups in China's nature reserves, and discuss their possible explanations at national and regional scales, using vascular plant richness data coupled with information on climate and topographical variables. We found that water deficit, energy and elevation range (a surrogate of habitat heterogeneity) represent the primary explanations for variation in plant species richness of the nature reserves across China. There are consistent relationships between species richness and climate and habitat heterogeneity for different taxonomic vascular plant groups at the national scale. Habitat heterogeneity is strongly associated with plant richness in all regions, whereas climatic constraints to plant diversity vary regionally. In the regions where energy is abundant or water is scarce, plant richness patterns were determined by water and habitat heterogeneity, whereas in the region with low energy inputs, water interacting with energy, and habitat heterogeneity determined its species richness pattern. Our results also suggest that energy variables alone do not represent the primary predictor of plant richness.     

What do mice select for in seeds?

Summary Knowledge of the basis upon which granivores select seeds is crucial to the understanding of granivory. In this study the preferences of three rodent granivores among seeds of 11 plants from the semi-arid Karoo of South Africa were estimated, and related to the physical and chemical attributes of the seeds. Seed weights and calorific, moisture, protein, polyphenol, ash, lipid and silica contents were estimated and cell contents, soluble ash and soluble carbohydrate contents were derived from these values. These attributes were determined for both the intact seeds and the portion of the seed that is ingested by the mice. The efficiency with which mice ingested the seeds (in terms of time and mass) was recorded. All three mouse species ranked the seeds similarly, and the two species for which handling efficiency was measured did not differ in this regard. Preference hierachies were highly correlated with the rate of energy intake, as predicted by optimal foraging theory. There was no correlation between rodent preferences and the gross energy content of the seeds, emphasising the importance of measuring relevant parameters. The energy yield of the seeds calculated here, in conjunction with rodent population energy requirements and dietary data, may be used to estimate potential granivore impact on the seed production of the plant community.     

鼎湖山马尾松群落能量分配及其生产的动态

对鼎湖山马尾松群落各组分热值、能量现存量、能量净生产量及群落太阳能转化效率进行了研究。结果表明:(1)乔木层马尾松各器官热值相差不大,为19.02~20.30 kJ/g(总平均 19.34 kJ/g);灌木层植物热值低于乔木层,为16.55~18.78 kJ/g(总平均17.82 kJ/g);草本层植物热值低于灌木层,为13.07~16.16 kJ/g(总平均15.03 kJ/g)。(2)群落能量总现存量随时间而增加,且组分分配比例因年份不同而异。在 1990、1995和2000年分别为167 141.4、270 295.9和321 294.3 kJ/m2,其中乔木层占93.4%、79.8%和86.7%,林下层占3.5%、10.6%和7.2%,而地表现存凋落物层仅占3.2%、9.5%和6.1%。(3)群落在1990~1995年和1995~2000年期间能量净生产每年分别为 1 7083. 2 kJ/m2 和 21 571. 8 kJ/m2,其中乔木层占 96. 6%和95 5%,林下层仅占3.4%和5.0%。所有能量生产量中,群落自身增长能量(即年能量存留量)占 72.7%和57.6%,而释放到其它子系统的能量占27.3%和42.4%。(4)群落太阳能转化效率在 1990~1995 年和 1995~2001年分别为0.759%和0.958%,10年平均为0.873%。     

中国四川旱坡地植物篱农作系统能流特征

 关于农业生态系统能流特征的研究很多,但关于植物篱农作系统能流特征的研究很少。在四川盆地雨养丘陵农区,2/3的耕地土壤侵蚀严重,为 了控制土壤侵蚀和提高耕地生产力,该区域大量栽种了植物篱。该研究通过了解作物与植物篱之间的能流交付作用,通过系统能量投入水平提 高与结构优化,建立环境友好的农作系统,最终实现坡地农业的可持续。通过两年田间小区试验,详细记录所有劳力投入、化肥投入、农药投 入、农事管理活动以及落叶的数量并折算为标准能量单位。作物收获后所有生物产量的能量根据其各部分的转换值折算为标准能量。系统能流 特征及效率通过统计分析完成。通过研究主要获得了以下3个结论：1)“作物植物篱”系统产出能和输入能的数量和结构变化主要受植物篱子系 统类型的影响。与大面积旱坡地传统农作物生产系统比较,植物篱农作系统能有效提高系统光能利用率、人工输入能效率,耕地单位面积总产 出能也会增加,坡度越大,相对增幅亦越大;由于能极显著减少无机能施入量,这有利于降低化肥农药使用量,减少对环境的污染和破坏。 2) “作物果树类植物篱”系统输入能总量和有机能输入量大幅度增加,因此有利于优化输入能结构,促进坡地生态系统良性循环和集约高效农业 发展。3)“作物草本植物篱”系统 人工辅助能的输入量大幅度下降,由于它所需投入能少,有机能耗和无机能耗均低,人工输入能效率很高而 生物产量也较高,并且它们提高了与其间作的其它作物的能量产投比,因此提升了整个系统能量产投比率;由于保水固土的生态功能显著,使 它能在四川广大山地、丘陵区退耕还林还草工程中发挥重要作用。