我国有数以亿吨计的生物质能源原材料，而且生物质能源历来是农村生活和生产的支柱能源，所以，我国的生物质能源在未来建设发展中，将占有更重要的位置。

展现在您眼前的新书《话说生物质能》是奉献给读者，特别是广大青少年朋友的科普“佳肴”，让大家对“生物质能”有个基本的初步了解，为您深入学习和创新工作提供点滴常识或者智慧。本书由武济民、张金观著。

生物质能是可再生、可循环、清洁无害的绿色能源。枯枝落叶、废弃秸秆、有机垃圾、有机废料、人畜粪尿等“废弃物”都能转变成燃料并用于发电；“石油树”、“微生物柴油”、沼气等都是可利用的生物质能源……它们的广泛利用还有待相关技术难题的进一步破解。相信未来还会有更多的生物质能为我们所用，人类的家园将地更绿，天更蓝，水更清。《话说生物质能》让大家对“生物质能”有个基本的初步了解。

《话说生物质能》在编写中尽力做到科学性、趣味性与通俗易懂、好学好用相结合。本书由武济民、张金观著。

开头的话

第一章 生物质能应对能源危机显威风

第一节 生物质能从哪里来

一 生物质能是太阳光+绿色植物的产物

二 生物质无处不在，形式多样

三 我国生物质能源及其利用

四 化石能源枯竭以后怎么办

五 什么是光合作用

六 “石油树”遍地开花，生物质能迎接能源危机挑战

七 立志做个工程师，掌控能源生物技术(生物质转化成二次能源)

第二节 生物质能的科技迅速发展

一 召唤生物质能

二 发展生物质能，心系中国“三农”

三 能源农业的特殊作用与特点

四 走进我国研究光合作用的殿堂一件国科学院植物生理研究所人工气候室

五 杨博士和我们一起做实验

第三节 生物质能得到科技界的关注

第二章 生物质能“万花筒”

第一节 煤炭的代替者——生物质固体成型燃料

一 生物质颗粒燃料的概念

二 生物质颗粒燃料的用途

三 生物质致密(压缩)成型燃料技术概况

第二节 无穷无尽的“石油”滚滚流——液态生物质能

一 生物柴油

二 燃料乙醇

三 生态油

第三节 星罗棋布的“天然气矿”——气态生物质能源

一 沼气(甲烷)发酵

二 裂解气

三 生物制氢

第四节 建设新农村的能源基础——发展生态循环经济

一 江苏省宿迁市农业生态循环园的实例

二 广东信宜市的沼气生产

三 我国二大煤炭高产城市出现循环经济热

第五节 “石油树”

一 “石油农业”应运而生——寻找能源植物资源

二 “石油树”——绿玉树、麻风树、油桐树等

第六节 微藻制油

一 微藻资源非常丰富

二 微藻制油

三 微藻制油的瓶颈问题

第三章 生物质能发电

第一节 什么叫生物质能发电

一 你知道有多少种发电方法

二 火力发电厂是怎样发电的

三 什么叫生物质能发电

第二节 固体生物质发电

一 生物质固体成型燃料发电

二 利用桔秆粉和煤粉混合发电

三 秸秆直燃式发电

四 城市生活垃圾焚烧发电

五 废木材发电

六 甘蔗渣发电

七 稻壳发电

八 鸡粪发电

第三节 沼气发电

一 沼气发电

二 鸡粪沼气发电

三 猪粪沼气发电

四 牛粪发电

五 垃圾填埋场填埋气发电

第四节 生物质液化发电

一 啤酒发电

二 甲醇发电

二 甲醇燃料电池

第五节 生物质气化发电

一 秸秆气化发电系统

二 稻壳气化发电

三 生物质气化 (燃-蒸联合循环)发电

四 生物质热裂解气化发电

五 湿式生物质气化发电系统

六 生活垃圾低温负压热馏处理发电

第六节 有趣的生物质能发电探索

一 日本开发海藻发电新技术

二 大型会展期间产生的生物质能供燃料电池发电

三 大黄蜂能收集太阳能并可转换成电能

四 用狗粪点亮路灯

五 用尿液能发电

第四章 生物质能源发展前程似锦

第一节 发展我国生物质能的产业链

一 大力发展生物质能的原料

二 燃料乙醇、生物柴油等重点产品的展望

三 集中力量、因地制宜发展生物质能产业

四 “十二五”规划目标明确，措施给力

第二节 生物质能源研发的瓶颈与对策

一 能源植物资源与改良

二 生物质液化和液态生物质燃料的研发

三 生物质气化生产

四 制备氢的研究和开发

五 提高生物质能的自主科技创新能力

六 中国需要开发三种绿色能源

结尾的话

2.生物柴油的生产技术。

生物柴油的生产方法有化学法生产和生物合成两种。目前生物柴油主要是用化学法生产，即用甲醇或乙醇等低碳醇在酸性或碱性催化剂和高温(230～250℃)下进行酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，生产设备与一般制油设备相同，生产过程中可产生10％左右的副产品甘油。除了化学法，人们还研究用生物酶法合成生物柴油，即用动物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小、无污染排放的优点。

目前，生物柴油生产的主要问题是甲醇及乙醇的转化率低，一般仅为40％～60％。目前脂肪酶对长链脂肪醇的酯化有效，而对短链脂肪醇(如甲醇或乙醇等)转化率低；而且短链醇对酶有一定毒性，酶的使用寿命短。副产物甘油和水难以回收，不但对产物形成抑制，而且甘油对固定化酶有毒性，使固定化酶使用寿命缩短。

3.生物柴油展望。

生物柴油的主要问题是成本高。生物柴油制备成本的75％是原料成本。因此采用廉价原料及提高转化率从而降低成本是生物柴油实现实用化的关键。美国已开始通过基因工程方法研究高油含量的植物，日本采用工业废油和废煎炸油，欧洲是在不适合种植粮食的土地上种植富油脂的农作物。

生物柴油是利用植物油或动物脂肪等可再生资源制造出来的新型燃料，具有清洁环保、可再生等优点，通常与传统柴油混合使用，以提高发动机性能，减少废气排放。第一代生物柴油主要使用菜籽油原料，而第二代生物柴油还可以使用棕榈油、大豆油、动物脂肪等原料，比以往的生物柴油更加清洁。

我国现有耕地资源贫乏，用来发展能源作物的耕地十分有限，依靠种植油料作物为生物柴油提供油源在我国还有个渐进的过程。我国已成为世界上继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和应用国。国家已批准建设4个生物燃料乙醇生产试点项目，已形成每年102万吨的生产能力。要严格控制用玉米加工乙醇汽油，减小对粮食安全及百姓利益带来的严重冲击，把政府财税补贴倾斜到目前成本高于陈化粮的用于加工燃料乙醇的麦秸秆、木薯等上面来，享受陈化粮补贴政策，鼓励发展作物秸秆生产燃料乙醇。

自然界中少量微生物在适宜条件下能产生并贮存质量超过其细胞干重20％的油脂，具有这种表型的菌种称为产油微生物。产油微生物利用可再生资源，得到的微生物油脂与植物油脂具有相似的脂肪酸组成。产油微生物具有资源丰富，油脂含量高，生长周期短，碳源利用广，能在多种培养条件下生长等特点。同时微生物油脂生产工艺简单，高值化潜力大，有利于进行工业规模生产和开发。因此具有广阔的开发应用前景。目前中国、日本、德国、美国等国已有商品微生物菌油或相应下游加工产品面市，但生产成本还较高。随着现代生物技术的发展，将可能获得更多的微生物资源。如通过对野生菌进行诱变、细胞融合和定向进化等手段能获得具有更高产油能力或其油脂组成中富含稀有脂肪酸的突变株，提高产油微生物的应用效率。

微藻生产柴油，为柴油生产开辟了另一条技术途径。美国国家可再生能源实验室(NREL)通过现代生物技术建成工程微藻，即硅藻类的一种工程小环藻。在实验室条件下可使工程微藻中脂质含量增加到60％以上，户外生产也可增加到40％以上。工程微藻中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达，在控制脂质积累水平方面起到了重要作用。利用工程微藻生产柴油具有重要经济意义和生态意义，其优越性在于，微藻生产能力高，用海水作为天然培养基可节约农业资源；比陆生植物单产油脂高出几十倍；生产的生物柴油不含硫，燃烧时不排放有毒气体，排人环境中也可被微生物降解，不污染环境。发展富含油质的微藻或者工程微藻是生产生物柴油的一大趋势。P41-43

展现在您眼前的新书是我们奉献给读者，特别是广大青少年朋友的科普“佳肴”，让大家对“生物质能”有个基本的初步了解，为您深入学习和创新工作提供点滴常识或者智慧，若能在您的未来事业大厦上铺就只砖片瓦，我们就非常高兴了。

能源消耗在快速增长的同时，也带来了环境污染、气候变坏、生态破坏等问题，已引起全球的关注，纷纷从政治、经济、外交甚至军事的角度制定应对措施，以确保国计民生的能源安全。这是我们每每心中不安却又时时关注的。

生物质能源是资源丰富、好加工转换、便于储运、可再生的绿色能源，是其他新能源、可再生能源不可比拟的。当前世界各国都采取强有力的措施推动生物质能源的发展。我国有数以亿吨计的生物质能源原材料，而且生物质能源历来是农村生活和生产的支柱能源，所以，我国的生物质能源在未来建设发展中，将占有更重要的位置。

我们在本书编写中尽力做到科学性、趣味性与通俗易懂、好学好用相结合。现代生物质能的科技发展真是日新月异，许多产品及其生产的技术、设备都涉及诸多科学技术领域，我们备感水平有限、能力不足，因此，本书难免有疏漏和缺陷，敬请专家和广大读者批评指正。

在本书编写中得到中国科学院上海植物生态研究所研究员沈允钢院士的指教和帮助，还有上海市老年科技工作者协会领导及各方朋友们的帮助、支持，在此表示深切谢意。

2013年7月