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生物能源行业研究十篇

发布时间:2024-04-25 22:41:41

生物能源行业研究篇1

【关键词】生物柴油发展现状发展前景

生物柴油行业作为我国的新能源发展行业,是我国新能源发展的重点研究对象,生物柴油行业的兴起和发展对我国新能源建设有着极大的深远影响。一旦具备了经济可行的生产能力,就会为我国的新能源建设带来十分可观的发展前景,同时也给生物柴油行业的发展也会带来很大的经济效益。生物柴油泛指可供柴油机使用的可再生的原料主要源于生物液体燃料并且十分环保的新能源,是非常优质且理想的新能源,各国都在积极研究和发展新能源的开发生产技术。

1我国生物柴油发展现状

1.1我国生物柴油制备技术研究现状

我国生物柴油研究和发展起步较国际整体来说较晚,但是却将其作为我国新能源发展的重点研究对象,在生物柴油植被技术研究方面也有较大发展,取得了较好的成绩。生物柴油的制取大致分为物理法和化学法两种,物理法生产的生物柴油都属于直接法,与生产技术的同时进行的,性能指标难以控制,稳定性存在很大问题,所以在生物柴油产业使用物理法进行生产的比重较低。化学法的原理则是对动植物油进行相应的化学转换,运用化学原理改变物质内部分子结构,改变动植物油脂的根本性质,从根本上改善其粘度和流动性,成为完全均匀的液态产品,酯交换法是最常见的化学法,通过不同的催化剂实现符合不同柴油内燃机的燃料。目前国内主要生产生物柴油的方法是采用无机酸和无机碱作为催化剂的均相催化法,容易在催化过程中产生废酸或废碱,造成空气的二期污染,这也是目前生物柴油制备存在的问题,新的制备技术和方法也在不断研发和完善,希望能够进一步实现节能减排的制备技术,实现生物柴油的制作。1.2我国生物柴油原料来源现状

原料来源的充足保证是生物柴油能否产业化扩张的重要指标之一。原料来源是否充足也是影响生产成本的重要因素,目前主要的原料来源主要是油料作物、木本油料植物、废弃油脂以及水生植物和动物油脂等等,油脂成分组成会直接影响到产品性能,并且占生产成本的75%左右。研究表明,工程微藻比陆生植物的产油脂量高出几十倍,并且原料成分稳定,产出柴油油品好,是目前普遍关注和推广的原料来源研发项目。

1.3我国生物柴油生产现状

生物柴油由于其技术上的难关,造成较高的生产成本,产业化的生产发展受到很大限制。我国生物柴油的研发和开发虽然起步较晚,但是发展还是较为迅速的。目前已经有了自己的自主产权、生产技术以及实验工厂。大型相关生物柴油产业生产厂家也于2001年在国内建成,标志着我国生物柴油产业化发展的全面展开,并且,相关性能指标达到了一定的国际标准,具有本国自己的生物柴油的生产技术和产业化能力,并且,目前仍然有很多生物柴油生产工厂正在筹划和建设过程中,都是颇具规模的现代化高科技生物柴油生产厂家,也有部分国外生产厂家在国内建厂,与我国合作。总体来说,目前我国生物柴油产业化道路还属于初始阶段,在产业策略、技术指标、技术方案选择以及销售方式和环境评估等等很多方面还没有形成配套的产业化链接,作为新兴产业,生物柴油行业将在更多的政策扶持和经济刺激下不断规范和完善。

2我国生物柴油的产业化发展及对策2.1我国生物柴油产业化发展趋势

生物柴油的产业化发展是我国生物柴油发展的必然趋势。生物柴油作为一种先进的可再生的能源,得到产业化的发展并取代旧的化工能源的使用,势必为一个国家注入源源不断的动力,推动一国不断向前发展。加强我国生物柴油的产业化发展,实现生物柴油产业从产业策略、技术指标、技术制备方案到销售方式和环境评估方式的全面的完善规范化生产,坚持可持续经济发展是我国生物柴油产业化发展的目标和核心思路,对我国整体经济发展都会造成深远的影响。

2.2我国生物柴油产业化发展对策

要实现我国生物柴油的产业化发展,有几点值得注意的方面,以下进行简单的论述:首先,在来源选择和使用的过程中,可以利用闲田进行油菜套中,通过基因工程改善作物产油量,运用更多的空闲资源和生物工程技术创造价值,提高产量,在保证农业用地的基础上实现生物柴油生产来源的可靠保证。其次,生物柴油产业化生产受到阻碍的主要原因是生产成本过高,无法得到普及,针对这种现象,可以针对油脂自身结构特点,走一条经济可行的合成和多元化产品开发的路线,实现生产成本的降低。并且生物柴油产业化发展过程中,受到技术、原料和产业化配套产业发展的限制,生物柴油建厂要根据我国实际情况坚持与时俱进,循序渐进的过程。当然制定完善的生物柴油产品质量标准和相关技术指标并完善流通和销售体系等等也是十分重要的,是生物柴油产业化生产能够持续扩张的重要保证。

3结语

生物柴油产业作为全球瞩目的重要新能源开发产业,对于我国未来的发展和新能源取代旧能源实现全面的现代化建设具有特别的意义。生物柴油生产作为新兴行业在我国还属于刚起步,在制备技术和产业化生产道路上都存在很多不足之处,生物柴油是可再生的环保型新能源,是未来的能源发展趋势,生物柴油产业化发展是提高一个国家综合竞争实力的重要推动力量,在未来的发展中,结合国家政策扶持和相关能源调控等措施,实现我国生物柴油能源产业化发展是总体发展战略思想也是必然趋势。

参考文献

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[8]谭冬霞,徐丽萍.我国生物柴油研究现状及发展对策[J].中国科技信息,2011(18)

生物能源行业研究篇2

摘要:生物质绿色可再生资源具有产量大、资源丰富、环境友好、可加工制作性强等优点,是国内外能源与包装行业研究的热点材料。随着科技发展,秸秆生物质基包装材料被研究加工并应用的范围越来越大。

关键词:秸秆生物质;包装材料;资源丰富

1引言

当今世界公认的第四大能源是农林生物质,它仅次于煤炭、石油和天然气。农林生物质廉价而宝贵、对环境友好,是绿色可再生的资源。全球每年农林生物质资源十分丰富,品种多样、地域分散、产量巨大、收储季节性强。我国每年仅农作物秸秆产量8.5亿吨,包括粮食作物和经济作物秸秆,其中以小麦秸秆、稻草为代表的粮食作物秸秆占总量的70%左右。可用于工业能源原料的能源林和灌木林有3亿多吨。因此,可以说我国农林生物质资源极其丰富。随着学科交叉和领域融合,当今科技水平快速发展,社会对科学发展的环境可持续性的认识越来越多。目前,我国林业化工、机械工程等学科对生物质基材料的研究内容主要集中于高效转化生物质纤维,使“纤维组分分离、分级定向转化过程”,制备新材料。现在生物质纤维材料加工研究技术包括两种,物理改性和化学改性。物理改性是让生物质纤维化学成分不变,通过一些机械力学、传热学、加高压等方法改变生物质纤维的结构和表面性能;化学改性常用方法有酸碱法、有机溶剂法、界面偶合法、接枝共聚和脂化法等。化学改性是让生物质纤维改变化学成分的同时结构和表面性能也发生改变,改性后的新材料表现出不同的性能。改性生物质基包装材料既是一个多学科交叉并融合的研究新领域,又是一个新兴的生态产业链群体,比如从秸秆的收集组分分离(或不分离)微生物发酵(或重组)能源(或可降解产品),实现秸秆的高效合理、生态环保的综合利用。

2国内外研究现状及发展动态分析

在过去,人类将秸秆收割后用作农田肥料、燃料、建房、家畜饲料、手工制品和工具等。现在国外,许多发达国家在生物质能源利用方面已经制定了一些大型的开发研究项目,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、丹麦秸秆发电厂、美国的能源农场和巴西的乙醇能源计划等。这些研究项目中因存在污染环境、易产生有害物质和难于综合利用等问题,发达国家也已经逐步转向用纤维素酶水解方法的研究[1]。丹麦是世界上首先使用秸秆发电的国家。阿维多发电厂建于上世纪90年代,每年燃烧15万吨秸秆,可满足几十万用户的供热和用电需求,被誉为全球效率最高、最环保的热电联供电厂之一。发电原料和煤、油、天然气相比,秸秆发电成本低、污染少,是最划算的燃料;另外,秸秆燃烧后的草木灰还可以作为农田肥料。日本是一个相对资源紧缺的国家,每年的秸秆几乎被全部利用,其中主要是还田、粗饲料、混合燃料等。混合燃料沼气发酵真正对纤维素原料转化沼气的研究还很不够,日本正在积极挖掘秸秆的燃料转化潜力,日本地球环境产业技术研究机构与本田技术研究所已成功从秸秆所含纤维素中提取出了乙醇燃料。欧洲和美国在生物制气化发电的研究与开发方面处于领先水平,但因为生物质燃气净化的研究长期以来一直没有突破,所以这一技术难以应用和推广。

国内在生物质可再生能源的能源化技术方面,我国针对秸秆先后开展了沼气发酵和秸秆气化。在沼气发酵中,秸秆转化率很低,而且严重影响产气率。在秸秆发酵乙醇研究方面,主要沿用木材处理或淀粉发酵乙醇的技术路线,昂贵的“完全”酸水解或酶水解难以实现完全利用秸秆中木质素、半纤维素和高结晶度纤维素的理想,难以适应工业化的要求。

秸秆生物质基新材料在包装行业也成为偏爱和研究的热点。林业部林产工业规划设计院、南京林业大学、东北林业大学也陆续开展了以竹材、麦秸、稻草、玉米秆等为主要原料研究人造板工艺技术。中国林科院木材工业研究所进行了复合材料“非木质纤维人造板”工艺与材料性能研究,并成功开发出了稻壳板、麦秸板、棉秆和麻秆板、稻草板等新材料。在生物质材料产品方面,秸秆作为工业原料主要用于工业造纸,其它的应用主要有:西北农林科技大学开展模压制品的研究[3],如一次性快餐盒、托盘、家具构件和建筑构件等;南京林业大学将秸秆压缩成型制作复合秸秆板材,建筑墙体材料,复合秸秆包装材料等;西南师范大学也进行了可降解餐盒的研究,但由于植物纤维成分各异、含水量不等和化学特性不同,在研发技术和配方上存在较大差别,很多技术参数只能在实验中摸索,因此也就影响了餐具制品的性能稳定。目前符合国家食品包装安全材料标准的生物质基包装材料还不多,尤其是产品的耐水耐油性、耐酸碱性、良好的机械力学性等。东华大学以秸秆纤维为基体进行了木质陶瓷材料的研究[4],以秸秆纤维为原料制成高密度秸秆纤维非织造布;然后采用气流成网法进行材料陶瓷化,工艺操作简单,新材料性能可以和以木材为原料加工的中密度纤维板性能媲美。

3应用前景

植物秸杆类包装容器,原材料来源极其丰富,不仅可以完全降解,而且可以增加农民的收入、缓解资源短缺,有利于保护环境,同时具有经济效益、社会效益和环境效益。

3.1经济效益

建立一个以年产5000万只托盘的生产线规模计算,年创产值1250万元,正常生产年产品总成本为900万元,年纯利润可达270万元,投资利润率为24%。以产品使用秸秆颗粒45g(以托盘计),该生产规模的加工厂,每年消耗秸秆2250吨,若秸秆以300元/吨的价格收购,每年可以直接为农民带来67.5万元的收入。从包装容器的市场需求量来看,对于一个数百万的城市,每天的需求量就达10万只以上,需要目前的成型设备18台,预计在未来5年内成型设备的销售量将达到240台,仅设备制造可以创产值6720万元。

3.2社会效益

该技术研究成功,可以拓宽更多的应用领域,如农业生产用育苗钵盘、木炭盆景、复合板材、电子产品包装缓冲衬垫、建筑材料的隔热保温板等,为农民致富提供良好的产业化技术,促进农村循环经济的发展。

3.3环境效益

减少对环境的污染。秸秆的使用避免了就地焚烧造成的环境污染,另一方面全降解一次性包装容器的使用,直接减少了由于使用发泡材料(epS)带来的白色污染,环境效益显著。

因此,无论从可持续发展、还是环境保护、可利用资源等问题来分析,秸秆生物质基包装材料的研制成功,代表了目前和更长远时间内一次性全降解包装容器的发展方向。生物质基包装材料的市场前景非常广阔,各种食品及农产品包装的多样化需求,也为新材料的研究成果提供广泛的应用空间,激发了秸秆生物质基包装材料的新研究领域。

参考文献

[1]陈牧,连之娜,李鑫.玉米秸秆蒸爆渣的氨基酸辅助纤维素酶水解[J].生物质化学工程,2010,(44):15-18.

[2]马晓轩,范代娣,马沛等.秸秆微生物降解及发酵生产乙醇的研究[J].西北大学学报,2009,(39):71-74.

[3]高宝云,邱涛,李荣华等.巯基改性玉米秸秆粉对水体重金属离子的吸附性能初探[J].西北农林科技大学学报,2012,(40):185-190.

生物能源行业研究篇3

关键词 经济增长;资源消费;协整;物质流分析;江苏

中图分类号F205;17062.2 文献标识码a 文章编号1002-2104(2010)06-0047-06

基于对区域经济发展和资源利用可持续性的关注,近30年来探求资源消费和经济增长二者间关系引起了广泛讨论,然而关于二者关系的实证研究却很缺乏。随着近年来,时间序列分析方法以及物质流分析(materialFlowanalysis,mFa)方法的发展,使得我们有可能通过格兰杰(Granger)因果检验技术来揭示二者的因果发生关系和类型。基于物质流分析方法特点以及应用的成熟性,本文试图结合mFa方法和Granger因果关系检验方法以江苏为例来揭示资源消费与区域经济增长之间内在的因果发生关系和类型,研究将有助于区域资源保护与利用政策制定。

1 文献综述

资源消费和经济增长相互关系的研究最早可追溯到1978年Kraft对美国Gnp和能源消费因果关系的探讨。随后,其他工业国家包括英国、德国、意大利、加拿大、法国、日本和希腊也开展了相应的实证研究。近年来,双变量和多变量的协整和误差修正模型(VectorerrorCorrectionmodel,VeCm)逐步应用到二者因果关系的讨论中。综合已有的实证研究,可以发现经济增长与能源消费之间存在四种不同类型的因果发生关系。表1详细列出了这四类因果发生关系及其政策涵义。

现有实证研究仍仅限于能源消费与经济增长关系探讨,并没有扩展到整个资源消费与区域经济增长因果关系的分析,这主要是由于缺乏衡量社会经济系统中物质消费的统计和核算方法。本文试图引入物质流分析方法在这方面做一尝试。物质流分析是用来追踪和衡量资源在系统内外流动和利用状况的方法,包括了流经经济系统开采、加工、生产、使用和作为废弃物处置回到环境中各环节内自然资源的流向和通量。1995年,wRi的wemiek和aushel首先提出了国家尺度的物质流分析框架;2001年,欧洲统计局总结了物质流分析的研究进展,提出了更全面的物质流分析框架和技术指南,并用于计算欧盟(eU-15)及其成员国的物质投入研究。我国学者从20世纪90年代末开始对我国经济系统物质输入输出开展了相关分析,获得了许多有价值的研究成果。

2 研究区域和研究方法

2.1 研究区域概况

本文将以我国江苏省为例,分析其1990~2007年间资源利用与经济增长之间的关系。江苏省位于中国东部,长江沿岸,全省面积102600km2,人口约7600万。江苏省是我国经济强省,至2007年底,江苏省GDp已达25560亿元,占全国总量的10.3%。但江苏省也是资源消费大省,全省能源消费总量占全国的7.6%,人均消费能源2.48t标准煤,是全国平均水平的1.33倍。全省能源消费中原煤使用量的约85%和原油使用量的约90%依赖省外进口。资源短缺和环境污染加剧,已成为其可持续发展的最大制约。因此,研究江苏省经济增长与资源消费之间存在的关系,将为江苏省制定科学合理的资源利用和经济发展战略提供理论和方法指导。

2.2 研究方法和数据

2.2.1 物质流分析方法

根据欧盟导则,物质流分析提供了一系列指标来描述和量化经济和环境系统之间的物质流动,其中最重要的物质输入指标包括:直接物质投入(Directmaterialinput,Dmi)是指所有直接进入人类经济系统的能用货币衡量的物质,包括研究区域内的本地采掘(Domesticextraction,De)和从其他经济系统进口(imports)的物质。本地采掘包括化石燃料(煤、石油、天然气等)、矿物(金属矿物、工业非金属矿物、建材矿物等)、生物量(农业、林业、渔业等)。进口物质包括区域以外进入本区域的化石能源,金属,工业矿产品以及对外经济贸易的成品和半成品。物质需求总量(totalmaterialRequirement,tmR)是衡量一个区域的经济系统动用整个自然界物质总量的指标,它包括Dmi,以及在系统内无法衡量其经济价值的隐藏流(HiddenFlow,HF)。隐藏流是指开采化石能源、开采提炼矿物、生物收获过程中非直接使用的物质的量,如开采化石能源和矿物时的土壤和岩石挖掘、生物收获后不能使用的部分等。以上指标的数据来源于江苏省统计年鉴及环境统计资料并根据欧盟导则进行核算。综合计算后,本文以江苏省物质需求总量来表征江苏省资源消费指标。

2.2.2 平稳性、协整和误差修正模型

恩格尔和葛兰杰指出两个或两个以上单整是同阶的不平稳时间序列的线性组合可能是平稳的。这样一个平稳线性组合若存在,序列将被视为存在协整关系。相应地,我们可以通过构建误差修正模型来检验序列之间短期动态变化和长期均衡中的因果发生关系。本文将试图引入误差修正模型(VectorerrorCorrectionmodel,VeCm)检验江苏省实际GDp和资源消费(tmR)之间的因果关系。

建立误差修正模型的步骤如下:首先,对GDp和tmR序列进行单位根检验,进行单根检验主要有aDF(augumentDickey-Fuller),pp[31](Dickey-FuUer)和KpSS检验法。若GDp和tmR序列都是同阶单整,我们就可以对其进行Johensen协整检验分析。若二者存在协整关系,就可以引入误差项,建立误差修正模型来揭示二者短期动态变化和长期均衡关系:

y1=a2+β2eCt1-1+∑az1(i)yt-i+∑a22(i)xt-i+ε2t (1)

xt=a1+β1eCtt-1+∑a11(i)yt-i+∑a12(i)xt-i+εit (2)

这里,yt,xt分别表示实际GDp和tmR的自然对数值,相应的,yt,xt分别表示二者差分值,其反应了变量

的短期波动;eCtt-1是误差修正因子,表示了变量间的长期均衡关系。

2.2.3 数据说明

本文主要使用时间序列数据对1990~2007年间江苏省实际国内生产总值GDp和资源消费(由物质流分析中tmR指标量化得到)进行了实证分析。名义GDp和相关tmR账户数据均来自江苏统计年鉴(1991~2008)。本文中,实际GDp由名义GDp通过GDp平减指数(以1990年为基准年)计算得到,同时依据欧盟物质流分析导则计算了物质消费tmR账户。

3 江苏省资源消费分析

本节主要应用物质流分析方法对江苏省1990―2007年资源投入和消费情况进行分析。重点研究了江苏省物质需求总量tmR指标。自1990年起江苏省物质需求总量tmR呈逐步上升的趋势,至2007年已达4.44×109t,是1990年的5倍左右(见图1)。期间直接物质输入Dmi、区内隐藏流DHF和进口隐藏流iHF三个组成部分均呈逐年增长趋势。其中,进口隐藏流增幅最大,达10.5倍,占物质需求总量的比重也从1990年的31%迅速上升至2007年的70%;直接物质输入量增长了约3.6倍,占物质需求总量的比重则从11%下降至10%;区内隐藏流增幅相对较小,为82%,其占物质需求总量的比重也从58%显著下降到20%。以上数据表明18年来江苏省资源消费的数量和结构均发生了明显的变化,区外物质在江苏省社会经济发展中作用日益显著,其中能源和成品进口量的增加是关键因素,说明随着江苏省经济规模的扩大和居民消费能力的提高,自然资源相对贫乏的江苏省在经济发展过程中对省外生产和生活物质资源的依赖程度显著增加。

4 实证分析结果与讨论

4.1 单位根检验

为了对GDp和tmR时间序列进行协整分析,首先要对各个时间序列对数值进行平稳性检验,本文采用了aDF,pp,KpSS检验确定各时间序列的单整性,结果如表2所示。

aDF和pp检验结果表明GDp和tmR序列,不能拒绝的原假设,即存在单位根;两序列一阶差分则拒绝原假设,即不存在单位根,说明GDp和tmR一阶差分序列是平稳的。同样,KpSS检验结果表明GDp和tmR两序列一阶差分不能拒绝原假设,即一阶差分序列是平稳的。因此,无论从aDF,pp和KpSS检验结果都表明时间序列GDp和tmR都是单整的i(1)过程。

4.2 协整检验

对于服从i(1)过程的变量的协整检验,从检验的手段可以采用基于回归系数的Johamen检验。Johamen和Juselius提出了一种在VaR系统下用极大似然估计来检验多变量间协整关系的方法,即Johamen协整检验。

单位根检验结果可知,1990~2007的时间段中GDp和tmR都是单整的,(1)过程,因此我们对该时间段中的序列作协整检验。在运用Johansen协整分析方法来检验GDp和tmR之间是否存在协整关系之前,还要确定VaR模型的最优滞后期。考虑到研究数据时间段范围,本文设定最大滞后期为2,进一步根据aiC和Sc信息准则来确定最优滞后期。研究发现,当滞后期为1时,mC和Sc的数值最小,因此,这里的VaR模型的最佳滞后期为1。表3表示出了GDp和tmR序列Johansen协整检验结果。迹检验结果和最大特征值检验结果都一致显示出在1%的显著性水平下拒绝了并不存在协整方程的原假设而接受了存在一个协整方程的原假设。这表明GDp和tmR在1%的显著性水平上存在一个协整方程,说明它们之间存在着长期稳定的均衡关系;并且从标准化的协整系数符号中可以看出,它们之间存在着正方向关系,这与常理比较相符。

4.3 因果关系检验

从上述协整检验的结果中可以知道,实际GDp和资源消费tmR之间存在着显著的正方向变动的关系,即它们之间存在着长期稳定的相互依赖关系。因此,我们可以进一步研究它们之间的因果联系,这里本文采用当前被广泛使用的基于误差修正模型的格兰杰因果关系检验。基于前文3.2节提出的GDp和tmR的误差修正模型,我们可以揭示:①短期因果关系(short-nmcausality),主要通过wald检验每个解释变量滞后项整体显著性来反映;②长期因果关系(long-runcausality),主要通过t-检验误差修正因子eCt显著性来反映;③整体因果关系(strongcausality),主要通过wald检验解释变量全体滞后项与误差修正因子eCt的联合显著性来反映。

因果关系检验结果如表4所示,我们得出如下检验结论:①在GDp的误差修正模型中,误差修正因子eCt的系数在1%的显著性水平下异于0。这表明eCt小的扰动,序列tmR和GDp可以相互作用重新回复长期均衡关系。tmR滞后项与误差修正因子eCt的系数联合显著性检验也达到1%的显著性水平。这表明从长期来看,tmR的变动是GDp变动的Granger原因,系统如果受到一个小的波动,tmR通过短期调整使整个系统重新建立长期均衡关系。②相反地,在tmR的误差修正模型中,相关的检验均不显著。这表明无论从短期还是从长期来看,GDp的变动都不是tmR变动的Granger原因。

5 结论与建议

本文主要应用向量误差修正模型尝试对江苏省1990~2007年期间经济增长和资源消费的动态关系开展了实证分析。首先应用物质流分析方法考察了江苏省1990~2007年间物质投入和消费,重点分析了衡量区域资源消费的关键指标――tmR,以及其组成和结构。在协整检验的基础上,通过误差修正模型揭示经济增长和资源消费之间的各类因果关系。研究结果表明经济增长和资源消费之间存在长期稳定的均衡关系,二者之间有着正向的关系。研究有力支撑了资源是经济增长的关键因素这一观点,即从长期而言,资源利用和消费对江苏的经济增长有着正向的因果影响。

研究发现存在着资源消费对经济增长长期的单向格兰杰因果关系,表明了当前江苏是个资源依赖型的经济体。这点我们可以从江苏的经济结构和资源消费结构得以解释。自20世纪80年代以来,江苏省正经历快速工业化和城市化进程,区域经济发展主要依赖工业的增长。“十五”以来,江苏省工业化发展进程进一步加速,重化工业特征日益凸显,重工业在工业总产值的比重由2600的57.0%上升到2006年的67.2%。资源需求强度也随之增大,能源消费总量呈现快速增长,工业能耗比重不断加大,“十五”以来工业能耗年均增长14.79%,2006年工业能耗占全省总能耗的比重高达82.2%。这样一个经济结构和资源消费分配结构反映出资源消费拉动工业产值增加,进而推动区域的经济发展。一旦,资源供应出现紧张将减缓和抑制工业产值和区域经济增长。另一方面,资源消费增长不但受到GDp以及工业产值增长的影响,同时还会受到工业结构以及资源利用效率等因素的影响。因此,研究未发现从经济增长到资源消费的格兰杰因果关系。

本文关于资源消费与区域经济增长因果关系的研究结论对江苏省乃至同样正在经历快速工业化和城市化的华东地区的经济增长和资源保护战略均具有重要政策的指导。资源消费到经济增长的单向因果关系表明,保持现有的经济结构,本地资源供应的短缺将会一定程度阻碍区域经济产出。而保障资源供给是保持区域当前经济增长的必要条件,为此,江苏省应当保持资源进口增长,以维持区域经济的稳定发展。另一方面,区域经济产出不单关系到资源等要素投入量,同时还关系到资源等要素的生产率。从这点上,江苏省应当在冶金、化工、建材、电力、纺织等五大重点耗能行业进一步推行清洁生产、物质循环利用、余热余压综合利用、能量系统优化等措施提高资源能源的利用效率。同时加快发展核电、风电,积极开发利用太阳能和生物质能等新能源、可再生能源和替代能源,调整和优化能源供给结构。

生物能源行业研究篇4

一、固化技术

能量密度小是生物质能源利用上的主要问题,此问题使得生物质常占用大量空间,储藏与运输成本高。为了解决这个难题,生物质固化技术应运而生;在一定压力与温度下,将生物质原料干燥并粉碎,之后压合成燃烧效率与燃烧性能较高的高密度规则固体,大幅度降低了储藏与运输费用,为生物质燃料的工业生产以及广泛引用提供了可能。生物质固化的方式有许多种,热压成型技术设备成本低,工艺简单操作方便,成为了应用最普遍的生物质固化处理手段。有以针对大豆和玉米秸秆为原料的固体燃料研究表明,用热压成型法处理秸秆时,在含水率10%左右,成型率较高。生物质固体燃料在使用时也会出现诸多问题,其中最为突出的是其燃烧时的结焦现象,严重影响了固体生物质燃料的大规模应用。现今,对固体燃料的燃烧结焦的研究还非常少,故此问题很难解决,随着研究的深入和科技的进步生物质固体燃料的发展一定会有新的契机。

二、液化技术

生物质的液化是在高温高升温速率的条件下实现原料的热裂解气化,之后裂解气在很短时间内冷凝获得生物质液体油,这种生物质液体油清洁高效、绿色环保是一种优质液体燃料。生物质液体油的生产设备趋于小型,工艺较为简单,相对其他高温高压工艺成本较低;然而由于对热裂解的机理方面的研究有限,其生产效率还比较低,故至今没能大规模应用于工业生产。生物质液态油的物理性质以及组分含量与其燃烧效率和燃烧性能密切相关,现今众多专家学者正对生物质热裂解液态油的物理以及化学性质开展深入研究,并开发了多种新型液化技术。在众多新型生物质液化加工法中,基于超临界流体卓越的扩散性与溶解性开发的超临界液化技术效果最为显著,但其设备成本较高,工艺复杂工业应用较为困难,但在实验室技术的层面上受到了广泛关注。有研究者以大豆秸秆为原料研究了其在水与乙醇超临界体系中的液化过程,并考察了乙醇组分含量对生物质液态油转化率的影响。实验表明,在中等乙醇摩尔分数的条件下,产物油分含量最大。

三、气化技术

以氧气为助剂,利用生物质不完全燃烧的特性将生物质变为CH4、Co、H2等可燃性气体的过程称之生物质的气化。在所有生物质利用手段之中,气化技术是应用最广泛的一种,20世纪末日本能源学家吉川邦夫提出了生物质高温气化的思想,并在东京工业大学进行了实验。我国郭建维利用制备的诸多ni基催化剂利用流化床反应设备进行了生物质气化技术的研究,并对各种催化剂的效果进行了评价。生物质气体中存在大量焦油,对生物质气体的净化是提高产品质量的关键工段。工业上新兴的去焦油技术是催化裂解法,在高温下(一般在800℃以上)将焦油催化分解变为小分子气体并入燃气之中,既省去了传统洗焦水污染严重的问题又增加了生物质燃气的燃烧组分,前景广阔。

四、前景展望

到21世纪中叶,世界人口将接近九十亿,为了满足人民生活需求,粮食作物的种植规模必将持续扩大,从而产生大量的庄稼秸秆,为生物质能源产业提供了充分的原料,这也为生物质能源产业发展奠定了基础。此外,化石燃料使用后严重的污染问题近年来也备受关注,我国也出台相关政策限制化石燃料的使用。例如,在一些城市实行“摇号申领私家车牌照”和“私家车单双号出行”等规定,这都十分有利于生物质能源产业的发展。同时,生物质能源产业也面临诸多挑战,现在国内的生物质能源生产企业规模还十分有限,资金缺乏,生产工艺落后,科研创新能力较差。此外,生物质能源的产品销路狭窄、产业链结构不合理等诸多因素制约着生物质能源产业的发展。然而随着政府对生物质能源的关注程度的不断加大与资金投入的不断增加,许多问题都会逐渐得以解决,生物质能源产业将会迎来新的生机。

五、小结

我国缺乏石油资源,且煤炭资源因为近年来的过度开发,各地煤矿也出现余量不足的情况。生物质能源的原料种类多样,转化形势不一,用途广泛,另外其清洁环保,二氧化碳排放少,前景广阔。此外我国是农业和人口大国,生物质资源丰富,农村剩余劳动力众多,在此得天独厚的环境下,政府应出台相关政策鼓励各地在乡村大力开发生物质资源,缓解城市能源短缺并实现农民增收。与发达国家比较,我国的生物质资源技术还十分落后,产品转化率不高,造成了大量的原料浪费,针对此问题政府应划拨经费支持生物质利用的技术创新,增加优质生物燃料的产量,支撑我国能源战略。

(作者单位为河南工业大学)

[作者简介:张驰(1989―),男,河南新乡人,研究生,研究方向:负载型催化剂在酯交换反应中的应用。]

参考文献

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[3]徐庆福,王立海.现有生物质能转换利用技术综合评价[J].森林工程,2007,23(4):8-11.

[4]王贤华,周宏伟,王德元,等.生物质能转化利用技术系统探讨[J].能源研究与利用,2009(2):1-4.

[5]唐红英,胡延杰.国外生物质能源产业发展的经验及启示[J].世界林业研究,2008,21(3):72-74.

[6]管天球.我国生物质能源产业发展存在的问题及其优化对策[J].湖南科技学院学报,2010,31(4):71-74.

[7]潘泽江,曹明宏.我国生物质能源产业发展的制约因素及其对策[J].安徽农业科学,2006,34(10):2228-2229.

[8]孙振钧,孙永明.我国农业废弃物资源化与农村生物质能源利用的现状与发展[J].中国农业科技导报,2006,8(1):6-13.

生物能源行业研究篇5

关键词:物流;服务创新;影响因素

中图分类号:F252文献标志码:a文章编号:1673-291X(2013)20-0053-03

技术创新一直以来都是创新研究的主角,经过熊彼特、mansfield、Freeman等的不断发展,形成了较为成熟的理论体系。随着技术创新研究的深入,学者们慢慢将创新概念扩展到具有独特性质的服务业。“服务”的无形性、生产和消费的同时性等特有属性,需要发展专门的服务创新理论。Barras最早开展了针对服务业的创新研究,对服务创新领域的理论研究和实践具有启发意义。

一、服务创新及其影响因素

学者们在研究企业创新成败的原因问题时提出研究创新影响因素问题,早期研究创新的影响因素主要集中在技术领域,旨在通过对企业内部机制的创新而获得创新的绩效。随着服务创新的兴起和发展,大量的学者开始研究影响服务创新的因素,建立在对制造型企业创新的影响因素研究基础上。Sip项目(1982)通过对美国电子产业158个产品创新项进行实证研究,指出环境因素、公司资源和能力以及产品战略可以作为识别影响产品创新成败的因素,并进一步得出27个关键影响因素。Cooper(1995)通过对16个企业进行研究,认为影响新产品开发成功的关键要素排序为:产品创新过程、企业战略和创新资源;接着在随后的研究中作者又从产品创新过程角度提出影响技术创新的关键要素:产品开发预调研、早期清晰的产品定义、始终考虑客户的意见、关键的决策点、重视执行的质量、十分有弹性的流程、高质量的团队、复合背景团队(Cooper,1996)。关于服务创新的要素研究,基本上都是建立在技术创新的角度,并且很多的研究成果都显示制造业和服务业有类似的创新影响因素,特别是组织因素对制造业和服务业都有很大的影响。不可分离性和易失性是服务产品的特性,这也要求组织内部要更好的参与创新中。

但在另一方面,有学者指出服务创新与技术创新的关键要素具有较大的区别,即使各种因素相一致,它们的重要性也会有比较明显的差异。Cooper(1991)就指出,由于服务具有无形性、不可储存性和生产与消费同时进行等特征,使得服务创新的关键要素与制造型企业具备比较大的区别,一些影响新产品开发的关键要素并不一定会对新服务开发产生同等重要的作用,如产品优势,由于服务产品易被模仿的特征,导致这一因素在服务业并不显著。Kwakuatuahene-Gima(1996)通过对澳洲制造型企业和服务企业的比较研究,指出虽然影响两者创新的要素类似,但是“关键程度”不同,比如在制造型企业最为关键的“产品的质量与竞争优势”要素在服务企业占据第三,服务企业甚至认为“技术协同”对企业服务创新的市场表现会产生负面作用。Bender(2000)等人基于服务企业构建产品竞争优势的视角,对5个公司的10个项目(每个公司2个成功和失败案例)进行比较研究,实证检验了4大类(目标、团队、项目强度、信息储存与处理)共25个影响创新的要素,得出11个关键要素,结果证明与产品创新关键要素研究所得到的结论有较大的区别。影响服务创新的因素可以从以下两个角度分析。

1.基于驱动力的服务创新模型

基于对欧盟国家服务企业创新调查研究,Sundbo和Gallouj(1998)提出服务创新驱动力模型(见图1),他认为服务创新的动力分别来自于企业内部和外部,内部动力主要包括战略与管理、员工和企业组织的创新性等;外部动力从轨道(路径)和行为者(参与者)两个维度分析,创新轨道包括制度轨道、技术轨道、专业服务轨道、管理轨道和社会轨道,服务创新的参与者包括竞争者、顾客、公共部门和供应商。

2.基于“资源-能力”视角

国外的学者们如Dougherty和Hardy(1996)认为,创新激励能极大地推动企业服务创新的发展,强调了创新激励在服务创新中的重要性。nohria和Gulati(1996)认为,组织的资源投入对服务创新活动的支持至关重要,即使在创新初期阶段也是这样。同时,他们进一步指出,有效的创新资源投入能帮助企业更好地理解消费者的需求以及企业自身的服务创新活动,从而提高企业的服务创新绩效。Henard、Szymanski(2001)和mansury.Love(2008)指出,时间、人力和资金这些创新成功基本资源要素的投入会直接影响服务创新绩效,并且,服务创新成功的企业通常在创新资源方面都能给予充分的保障。服务创新的开展需要周密的计划和安排,专业技术和知识的支持,这些都是影响服务创新的重要因素。

国内的学者孙颖等(2009)从“资源-能力”的视角分析了影响服务创新过程的要素,得出了员工能力、组织能力、高层领导能力、营销能力、知识管理能力五大关键能力和人力资源、资金资源、硬件资源、信息资源四大关键资源。蔡平(2009)认为,影响服务业创新的主要因素包括生产要素数量和质量、市场竞争环境、制造业的发展三大方面。俞义樵、夏燕梅(2010)从服务产品的设计和生产能力、服务执行和传递能力、信息利用和协调能力、商业情报和市场探索能力、客户接触和维持能力五个大类、15个评价指标来定量分析服务创新影响因素。

二、物流服务创新的驱动力及影响因素

(一)物流服务创新的研究现状

物流服务创新包括物流产业创新和物流企业创新,其中物流产业创新指的是一个国家物流产业结构转换的能力,具体是指各个不同主体(如政府、企业、科研机构和大学等)通过物流技术创新、物流组织创新、物流管理创新、物流制度创新等,充分利用中介机构的社会资源和平台(包括物流行业组织),实现物流服务业务创新,培育物流产业内的质的飞跃性的创新活动。

国外对物流企业的创新主要集中在物流企业创新的研究方法、物流创新的来源和动力、物流创新的实践、物流创新的测度和途径几个方面。我国对物流服务创新的研究通过理论研究和实证研究只是集中在物流服务创新的动力、物流服务创新的模式、物流服务创新的路径以及物流服务创新的案例研究等方面。国内外对物流企业创新的理论研究主要是围绕物流创新的必要性、来源、途径和测度展开;实证研究主要集中在物流企业组织、产品、技术和制度创新等几个方面,且主要是从微观角度来分析企业的具体创新内容,没能解决创新的影响因素问题,因而会影响到对物流企业创新系统的运行机制、动力来源、模式框架等问题的认识。而物流企业作为现代服务业的重要组成部分,通过研究物流企业的服务创新的影响因素问题,并以此为基础理顺物流企业服务创新的内涵、特点、动力来源、模型框架、运行机制,对国内物流企业进一步剖析自己服务质量低下的原因,为寻找提高服务质量的途径提供理论基础,从而保障物流企业服务创新的经济效益和社会效益。

(二)物流服务创新的驱动力

创新是服务企业的核心竞争力,服务创新依赖于技术、知识和关系网络三个相关要素。服务创新的主要驱动力,包括网络与研发、信息和交流技术、人力资本、组织变革、知识产权、竞争和规则的变革。服务创新的维度有四个:新的服务理念、新的顾客界面、新的服务交付系统以及新技术的选择。

在物流领域,影响创新的主要因素有六个方面:知识与信息的可得性、战略目标、绩效测量、人力资源管理系统、组织结构和技术。李海婴等(2006)提出了物流服务创新的动力模型,他们认为,从企业内部来看,物流服务创新受到企业战略的驱动,从外部环境来看,受到外部轨道和外部行为者的影响。总体来说,物流服务创新是为了适应环境的变化和需要,在竞争中获得优势。

1.企业竞争环境、物流环境和顾客服务需求

20世纪90年代以来,企业的竞争环境发生了巨大的变化,面对经济全球化企业的外部竞争环境越来越激烈,从单个企业之间的竞争变成了多个企业的竞争,乔布斯曾说过,现代企业的竞争是一条供应链与另一条供应链之间的竞争。除了企业竞争环境,物流环境也出现了顾客物流服务需求多样化、个性化、定制化以及供应链物流一体化、经济全球化下的物流服务全球化、物流信息化、网络化与物流技术自动化等趋势。在这样的环境下,传统的物流服务模式已经不能满足顾客需要,迫切需要新的物流服务理念、方法和模式。

2.不断变化的物流服务市场竞争态势与商业模式

传统的规模化经营、库存式生产已不适应环境的要求,更多地是按订单生产、满足顾客个性化的需求。市场竞争态势也从传统的你死我活的竞争转变为双赢基础上的合作式竞争。物流服务商与供应商、顾客的交易关系转变为战略合作伙伴关系。企业求“大”的经营理念转变为求“强”。将一些非核心业务外包,专注于自己的核心业务开发是现代企业的商业模式。现代企业的核心竞争力也转变为了供应链管理。

3.物流服务商的需求

物流越来越成为竞争优势的重要来源。物流功能不再局限于传统的仓储、运输,现代物流业是包括仓储、运输、包装、配送、流通加工、信息处理等一体化系统的大物流。而现代物流产业的发展特别是社会物流服务业第三方物流的出现给物流服务商提供了大量的机会。新的物流公司如雨后春笋般涌现,仍然采用传统物流服务模式的企业将无立足之地,需要通过物流服务创新赢得市场份额,获取竞争优势。

(三)物流服务创新的影响因素

1.知识因素

知识、技术和关系网络是服务创新的关键因素,知识在物流服务创新中扮演着重要的角色,技术和能力是知识的表现。在公司内部和公司之间进行知识管理是创新物流服务的关键。供应链整合资源以及与之相关的学习可以创造一个创新的环境,可以提高专业化和创新水平。有学者研究编码供应链知识的发展和物流创新之间存在着正相关的关系,指出结构资本、关系资本和供应链知识的发展对创新绩效有积极的影响。而Flint等(2005)通过采访美国、斯堪的纳维亚以及欧洲的高级物流经理,创建了一个由四个部分组成的物流服务创新过程模型,包括设置系列活动建立与客户的联系;收集客户的信息;讨论、明确反映客户的信息;组织间的相互学习。Flint等(2008)通过对企业评价客户价值和参加学习活动的过程进行实证分析,进一步证明知识和物流创新之间的积极关系,提出了供应链学习管理和创新管理是影响物流服务创新的直接因素。这些都表明,知识在物流服务创新中起着举足轻重的作用,是物流服务创新的影响因素之一。

2.技术因素

企业在克服时间、空间和沟通不便时技术扮演了一个重要的角色;技术可以提供更多有效的知识共享。为了适应新技术工具的应用,促使企业进行业务流程创新,wagne(2008)在对德国交通运输业的研究中,确定了一系列可以导致物流服务创新的因素,强调技术资源在物流服务创新中的重要性。通过改变物流基础设施设备的技术能提高物流服务水平,特别是改变公路、铁路、水路及管道运输中的硬件及软件技术,能加快实体物资流通速度,提高物流服务水平。

3.关系网络因素

关系网络特别是合作可以引发创新。从满足客户需求的角度看,公司间通过协作比如零售企业和供货商的合作,能避免缺货现象同时兼顾供应商的库存,同时更能理解客户的需求及其潜在的需求。关系网络的另外一种表现是战略联盟,供应链中企业之间的纵向和横向联盟可以为物流公司带来新的知识。供应链合作伙伴的创新,比如铁路运输上的托运人和承运人共同推动铁路运输方面的创新。

4.其他因素

Richey等(2005)也讨论了金融和管理资源作为逆向物流服务创新的基础。这些资源与之前讨论过的技术资源一起构成发展逆向物流服务创新能力的决定性资源。公司的经营环境对公司的创新能力会产生影响。但是,在国外物流服务创新的研究中很少有考虑环境因素的影响。在研究阻碍铁路产业创新的因素中,Gellman(1986)指出铁路部门的联邦法则是铁路部门创新活动的一个重要障碍。在这种规则限制下企业无法采取激励措施来创新服务过程或服务项目。同时,也分析了人力资源对铁路创新的影响,并提出公司高管在创新的反应方面对铁路创新的影响超过了操作过程创新和设备创新。

Zinn(1996)在研究拉丁美洲经济文化时指出,企业间的竞争加剧以及经常性的资本短缺为物流服务创新提供了动机。由于公司可用的资本有限,迫使公司在物流流程和服务提供方面创新性地使用资源。

结语

本文在总结国内外服务创新及物流服务创新的研究现状下,分析了影响服务创新的影响因素主要有基于驱动力的服务创新模型和基于资源能力视角的模型,并提出企业竞争环境、物流环境和顾客服务的需求,不断变化的物流服务市场的竞争态势与商业模式,以及物流服务商是物流服务创新的驱动力。最后,本文提出影响物流服务创新的因素主要有知识、技术和关系网络。

参考文献:

[1]熊彼特.经济发展理论[m].北京:中国社会科学出版社,2009.

[2]李海婴,等.第三方物流企业服务创新的动力分析[J].物流技术2006,(6).

[3]翟运开,等.物流服务创新模式:“四棱锥”模型研究[J].统计与决策,2006,(11)

生物能源行业研究篇6

关键词:生物质;废弃物资源化;利用技术

中图分类号:X705文献标识码:a文章编号:1671-2064(2017)06-0005-01

如今,社会的发展不仅面临着能源紧张的局面,同时还要考虑保护环境,在双重压力之下,合理开发利用生物质废弃物资源成为了摆脱困境的有效途径,因此日益受到人们的重视,加大生物质废弃物资源化技术的研究,具有重要的的现实意义和历史意义。

1生物质废弃物资源化的重要性

因为人口的不断增长和生活水平的日益提高,人们对能源的需求也越来越多,使得传统能源的消耗越来越大,能源呈现紧缺现状,同时因能源利用带来的环境问题不容忽视。随着经济的快速发展,每年我国都会产生大量的生物质废弃物,而人们将这些生物质废弃物不是排放就是焚烧,带来的后果就是环境污染越来越严重,已威胁到人类的生命安全。因此,对生物质废弃物采取适当、合理的处理,然后将其后广泛应用在各个领域,如农业、环保、医药等诸等,不仅使环境污染的程度大幅度降低,还产生了较好的经济和社会效益,符合当代经济发展的理念[1]。所以,实现生物质废弃物的资源化利用,获得相应有价值的产物,对我们国家来说意义重大。

2生物质废弃物的来源

首先是农业废弃物,包括玉米秸秆、果壳、大豆渣等等,在这里值得一提的是农作物秸秆,大量秸秆被燃烧或弃于田间地头,既造成资源浪费,又危害了环境,因此必须加快秸秆转换利用,如造肥还田、饲料、工业原料等等。其次是林业废弃物,来自于树林的落叶、树根和林业加工行业产生的废弃物等,如果能将他们合理利用,那么不管是森林资源紧缺还是木材供需矛盾都会得到极大地缓解。

3生物质废弃物资源化利用技术研究现状

目前,利用生物质废弃物制取生物能源是世界上生物质能研究开发的前沿技术。各国对可再生资源转化技术研究十分活跃,很多国家早已展开生物质废弃物资源化利用技术开发和研究工作,并且取得了不错的效果我们国家对生物质废弃物资源化技术研究虽然起步较晚,和发达国家还有一定的差距,但也达成了共识,研究力度越来越大。浙江大学、中国农科院等诸多高校、研究机构在生物质利用装置上取得了较好的成果,另外,还有很多工厂、公司、研究单位对生物质能高品位的利用和开发进行研制,并批量生产。如生物质气化集中供气技术和中小型生物质气化发电技术投资小,社会效益高。

4生物质废弃物资源化利用技术的研究

4.1农业废弃物资源化利用技术的研究

目前,人们根据农业废弃物的特性,应用先进的工程技术,使农业废弃物的饲料化、肥料化、能源化、工业原料化的水平不断提升,使相应产品更具商品化、廉价化、多功能化,以便于达到变废为宝、高效利用,同时在此基a上消除污染,使农村的生态环境得到改善,进一步促进农业健康、可持续的发展。如微生物强化堆肥技术,使用适当的微生物接种剂可以加速农业废弃物的堆肥进程。其次通过添加一些功能性菌株,使微生物能够在堆肥中繁殖生长,增加堆肥的肥效,调节作物生长,增强作物的抗病能力。另外利用微生物除臭,有效地减轻了堆肥过程中恶臭物质的产生。

4.2林业废弃物资源化利用技术的研究

对于林业废弃物,我国一般采取填埋和焚烧传统的处理方式,只有极少部分资源化利用。填埋和焚烧这两种简单的处理方式不仅会造成资源浪费,而且都会对周围环境造成污染,破坏生态环境,进而对人类健康造成影响。实际上,林业的废弃物中含有大量的木质素、纤维素、半纤维素以及一些其他的有机物质,可以将其进行资源再利用,这已成为社会发展的必然趋势。比如,生物堆肥、食用菌培育、木塑工艺以等。林业废弃物没有农药残留,利用价值很高,所以可以作为食用菌的培养原料。既环保又经济,它能将能源循环利用,增加直接经济效益,是可持续发展之路,是实现生态良性循环之路[2]。

4.3城市废弃物

城市废弃物主要来自于生活废弃物,他们分布范围广,所占比例大,处理和再利用城市生活垃圾的有效方法应该是:源头分类,分门别类地放入相应的公共垃圾桶,最后由环卫部门将各类垃圾送到相应的部门进行资源化再利用。将生活废弃物分类收集,分别进行资源化利用,一方面可以减少环卫部门分拣垃圾的工作量;另一方面能最大限度地利用资源,变废为宝,其经济效益尤为可观。

5前景展望

生物质能是一种重要的可再生能源,利用生物质废弃物生产生的物质能源不仅能够缓解能源危机,减少环境污染,还会产生巨大的经济效益和社会效益。如废弃皮胶原绿色环保、廉价易得,若将废弃的皮胶原应用到混凝土中,会成为地暖的重要原材料,更具保温、隔热作用,真正实现“变废为宝”。在可持续发展的今天,生物质废弃物资源化利用技术是发展的必然趋势,生物质废弃物不会再成为环境污染的困扰,它的应用前景将更加广阔的。

参考文献

生物能源行业研究篇7

关键词:能源草;生物质能;沼气

中图分类号:S216.4文献标识号:a文章编号:1001-4942(2014)03-0135-05

abstractaccordingtothecurrentutilizationsituationofenergyintheworld,thefeasibilityofproducingbiomassenergy,biogas,fromenergygrassesthroughanaerobicfermentationwasanalyzed.andrelatedresearchprogressesathomeandabroadwereoverviewedfrom6aspectsofcollectionandbreedingofenergygrassresources,cultivationandharvestofenergygrasses,pretreatmentofrawmaterials,categoryofinoculatedmicroorganism,controllingoffermentationconditionandanalysisofgascomposition.thedevelopmentprospectswereforecasted.

Keywordsenergygrass;Biomassenergy;Biogas

能源是人类社会生存的必要资源和重要战略物资,是国民经济的命脉。但是,按照目前的储存量和开采能力测算,世界上的煤炭、石油、天然气的可采年限分别是230、45、61年[1]。随着常规能源的日益枯竭以及大量利用化石能源所排放的二氧化硫和二氧化碳对人类生存环境的严重威胁,必须寻找可持续的能源道路,开发利用新能源无疑是出路之一。生物质能具有资源量大、无污染以及可再生等优点,有望解决世界能源短缺、环境污染等重大问题。能源植物是一种可再生的生物质资源,物种丰富,绿色清洁,种植面积大[2]。其中,草本能源植物被认为是最有发展前景的生物质原料之一[3]。

沼气热值高,是生物质能源中较具开发和利用前景的一类可再生能源。沼气是生物质在适宜的温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下,经过微生物的发酵作用而最终产生的一种可燃的混合气体,其主要成分是甲烷(50%~70%)和二氧化碳(30%~40%),其余气体为氢气、氮气、硫化氢等。沼气燃烧时释放出大量热量,热值为23027~25123kJ/m3。

能源草生物量大并且含有丰富的木质纤维素,如柳枝稷(panicumvirgatum)生物产量可达20t/hm2以上[4],细胞壁含纤维素37.1%、半纤维素32.1%、木质素17.2%[5]。目前厌氧发酵生产沼气是利用木质纤维素材料转化为生物能源的最有前景的方法之一[4]。

1研究进展

1.1能源草的资源收集及培育

寻找一种适合厌氧发酵生产沼气的草本能源植物,需要做大量的收集研究工作,还需利用育种和生物技术对目标植物进行改良,以提高生物质能的转化率和改善转化产品的质量。20世纪80年代,美国和欧洲就已经将多年生草本植物作为能源植物进行系统筛选与研究,培育出了专用型能源草品种,实现了规模化种植和开发利用。1984年,美国启动“能源草研究计划”,集中对35种草本植物进行筛选,获得了18种具有开发利用潜力的能源草[6]。欧洲对大约20种多年生草本植物进行研究,最终选择了芒(miscanthussinensis)、草(phalarisarundinacea)、柳枝稷(panicumvirgatum)和芦竹(arundodonax)4种能源草做更深层次的研究[7]。

我国地域广阔,植物丰富多样、分布广泛,草本能源植物种类繁多,在能源草种质资源收集筛选方面已经开展了大量的研究工作,并取得了重要的研究成果。中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所自“八五”期间开始对国产狼尾草(pennisetumalopecuroicles)种质资源进行收集、鉴定和驯化栽培研究,总共收集到7种47份材料。近10年来,北京草业与环境研究发展中心收集包括柳枝稷、芒草、芦竹、芨芨草(achnatherumsplendens)和杂交狼尾草(pennisetumhybrid)等各类能源草资源208份[8]。鄢家俊等[9]通过对四川境内岷江流域、青衣江流域和沱江流域野生斑茅(Saccharumarundinaceum)的收集以及其生物学性状的观察,建议将斑茅作为能源植物进行开发利用。

如果能源植物细胞壁含有较高的木质素,将会影响其生物质能的转化效率。常瑞娜等[10]克隆得到了五节芒(miscanthusfloridulus)木质素合成的关键酶基因CCoaomt和4CL,这将有助于进一步改良能源植物。芒属能源草转化为生物质能是相对新型的产业,需要育种和生物技术的支撑[11]。对于柳枝稷来说,未来要做的工作就是增加高产杂交种的品种数和使用转基因技术提高产量和纤维素含量[12]。

1.2原料草种植及收获

能源草是所有可生产生物质能源的草类能源植物的统称,一般为越年或者多年生高大的草本植物或者灌木[13]。它具有以下特点:生长迅速,生物产量高;抗逆性强,种植成本低;无污染,生态效益好;可再生,经济效益高[14]。

能源草原料是影响产业发展的一大因素,目前很多国家都已经开始大量种植能源草。在爱尔兰超过90%的供农业生产的土地都种上了能源草[15]。芬兰的草芦种植面积到2006年时已经超过17000hm2[16]。美国计划到2030年,多年生能源植物所产生的生物质能将占所有生物可再生能源的35.2%[17]。

能源植物在不同时期收获后,经厌氧发酵产沼气的量不同,主要原因是植物的化学组成随生长时间而变化[18]。Lehtomki等研究了收获时期对洋姜(Helianthustuberosus)、梯牧草(phleumpratense)-红三叶(trifoliumpratense)混合以及草芦等多种能源植物沼气产量的影响,得出随着能源植物的成熟,大多数植物每吨湿重的沼气产量增加[19]。而massé等研究了柳枝稷和草芦在中夏、晚夏和早秋三个时期收获,厌氧发酵后青贮草料所产生的沼气量变化,得出中夏时收获能源草发酵所产沼气量最高,延迟收获会降低沼气产量。在能源草的整个生长周期中哪些因素影响其沼气产量还需要更深入的研究[20]。

1.3原料预处理

由于木质纤维素原料具有较高的结晶度和聚合度,原料转化之前要进行预处理以提高产品的产出率。预处理的作用主要是改变天然纤维的结构,降低纤维素的聚合度和结晶度,破坏木质素、半纤维素的结合层,脱去木质素。预处理的方法主要有物理法、化学法及生物法等。

近年来,有关能源草发酵预处理的研究较多。邹星星等[21]对互花米草(Spartinaalterniflora)在厌氧发酵前进行蒸汽爆理,发酵实验结果表明,随着汽爆压力的增加,累积产气率呈下降趋势。Jackowiak等[22]研究了微波预处理的温度与处理时间对柳枝稷厌氧发酵率的影响,发现只有温度对其有明显的影响。Frigon等[23]研究了冬夏两季收获的柳枝稷经过温度、声波降解、碱化、高压等预处理后发酵产沼气的情况,最终结论为温度、声波降解、高压对冬季收获的柳枝稷发酵产沼气无明显影响,但能提高夏季收获的柳枝稷发酵产沼气量。李连华等[24]研究了蒸汽加热、超声波及冻融对华南地区多年生王草(pennisetumpurpureum×p.americanum)厌氧发酵性能的影响,相比而言,蒸汽加热能够明显降低王草的结晶度,提高沼气产气率。Li等[25]采用热处理和微波对杂交狼尾草进行厌氧发酵预处理,结果表明热处理提高了其厌氧发酵的沼气产量,而微波处理却起到了相反的作用。肖正等[26]利用沼液对巨菌草(pennisetumsineseRoxb)进行堆沤处理,15天累积产气量为406ml/tS。

1.4微生物接种物类别

由于在厌氧发酵过程中微生物起到了至关重要的作用,而能源草本身所附着的微生物菌群数量较少,所以在进行能源草厌氧发酵产沼气时需要准备大量的接种物。产甲烷菌在大自然中分布较广,如新鲜的动物粪便、污水处理厂的污泥以及腐败的河泥都能满足能源草发酵产沼气的要求。宋立等[27]比较了羊粪、鸭粪和兔粪的厌氧发酵产沼气潜力,得出鸭粪最好,羊粪次之,兔粪最差。刘德江等[28]设定了3个牛粪发酵浓度梯度(总固体物质含量为6%、8%和10%)来研究其对厌氧发酵产沼气中甲烷和硫化氢含量的影响,结果表明8%为发酵最佳浓度。Xie等[29]设定了1∶0、3∶1、1∶1、1∶3和0∶1五个猪粪与青贮草混合比,来研究粪草比对厌氧发酵产沼气的影响,结果表明1∶1时沼气中甲烷含量最高。

1.5发酵条件控制

厌氧发酵系统的温度、初始pH值以及系统中原料的浓度等因素一直是厌氧发酵产沼气所研究的领域。一般情况下,厌氧发酵反应在较高温度下能够较快地进行,因为此时微生物新陈代谢较快,但高温时反应系统稳定性较差。刘荣厚等[30]以猪粪为发酵原料,研究了室温、中温(37℃)和高温(52℃)对其厌氧发酵产沼气的影响,结果表明,在发酵初、中期,室温和高温实验组微生物的活性受到影响进而抑制了甲烷化反应,发酵后期高温实验组的日产气量明显高于另两组。朱洪光等[31]设置中温组(35±2)℃和室温组为15~33℃研究互花米草产沼气情况,发现互花米草适合作为生产沼气的原料,中温组日平均产气率为4.58ml/(g・d),常温组日平均产气率为2.54ml/(g・d),差别十分明显。赵洪等[32]设定了7个pH值梯度(5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5),分析了pH值对新鲜猪粪厌氧发酵产气量和产气特性的影响,研究发现pH值6.5组启动最快,pH值7.0组和pH值6.5组的总产气量最高,pH值7.0组的甲烷含量最高,得出发酵体系的pH值为6.5~7.0时可促进厌氧发酵的启动,提高沼气的质量。王晓曼[33]以早熟禾(poaannuaL.)、佛手瓜(Sechiumedule)茎叶和番茄(Solanumlycopersicum)茎叶为发酵原料,研究了3种原料的产气潜力,得出早熟禾累积产气量最高,影响产气量的主因素排序为接种量>发酵浓度>碳氮比,影响甲烷含量的主因素排序为接种量>碳氮比>发酵浓度。

1.6气体成分分析

沼气中甲烷及二氧化碳的含量是反映厌氧发酵过程运行状况的重要参数。目前,沼气成分检测的主要方法有奥氏气体分析方法、气相色谱GC分析方法、热催化元件检测方法和红外检测方法等。在测量甲烷量程上,热催化元件检测法为0~5%,其余3种的测量量程为0~100%;气体成分分析时,奥氏气体分析方法和气相色谱GC分析方法还可测定二氧化碳和氧气的含量,红外检测方法除了可以测定二氧化碳和氧气的含量外,还可测定硫化氢的含量,而热催化元件检测法则只能测定甲烷的含量;4种分析方法的气体分析时间分别为1h、30min、30s、5s;在设备及药品的购买价格上,红外检测方法和气相色谱GC分析方法比奥氏气体分析方法和热催化元件检测方法高10倍以上[34]。因此,4种分析方法各有利弊。另外,还可通过利用氢氧化钠、氢氧化钾或者其他强碱性溶液吸收沼气中的二氧化碳和硫化氢,测定沼气中甲烷和二氧化碳的含量[35]。粗略估算时可以通过观察沼气燃烧的火焰颜色来确定气体中甲烷的含量[36]。

2展望

世界能源问题日益突出,迫使各国开发和利用新能源以缓解国内能源的短缺。生物质能的利用是解决能源问题的一条重要途径。然而,目前能源草的研究工作并不成熟,仍需研究工作者的继续努力。

2.1能源草的资源收集及培育

在能源草的资源收集方面,我国已经做了很多研究,但还要在此基础上开展更加广泛的能源草野生种植资源的调查工作,进而丰富可利用能源草的多样性。此外,还要建立良好的能源草资源评价体系,以筛选出适应性好、生物产量高、植物化学成分优异的能源草本植物。育种工作者应进行有针对性的育种研究,如要在边际土地上种植能源草,就应以耐干旱、耐盐碱、耐贫瘠为育种目标进行研究。

2.2原料草种植及收获

对于具有利用潜力的能源草,应该先进行栽培管理试验,研究并掌握大面积种植时所需要的栽培、管理、生产以及运输等一系列技术,进而为生物质能源生产提供更多的、优质的原料。结合我国国情,发展能源草种植应该遵循“三不一充分”方针,即不争粮,不争耕地,不争(食用)油、糖,充分利用边际土地[37]。资料显示,我国共有各类宜能边际土地3420万公顷,其中宜能荒地约2680万公顷[38]。如果这些土地都种上能源草,不仅能解决能源草转化生物质能源的原料问题,还会发挥很大的生态效益。但是,边际土地的生态环境比较恶劣,难以满足大多数作物直接播种时对土壤条件的要求,所以以后的研究方向应该放在采用何种技术能够使播施的种子顺利完成种子萌发和早期幼苗阶段的生长,例如可以尝试采用种子包衣来提高种子的发芽率和保苗率。

确定能源草的收获时期对于能源草转化生物质能源的研究工作至关重要,目前这方面的研究较少,将成为以后的研究重点。能源草收获后,如果贮藏方式不恰当将会导致微生物容易利用的糖类、蛋白质等营养的流失,可以采取青贮保存能源草以避免此现象的发生。青贮过程草料暴露时间较少,几乎不受日晒、雨淋等天气条件的影响,并且青贮的微生物发酵过程会降解一部分纤维素,改善转化生物质能过程中纤维素难降解的问题。

2.3原料预处理

预处理能够加速纤维素的分解,有效地提高能源草转化沼气的效率,缩短产气周期。但是,能源草的原料预处理也存在一些问题,诸如增加了一定的费用,并且化学处理还会出现二次污染现象。所以应在原有的基础上,加强对生物法预处理的研究工作,以找到成本低、高效的生物酶和微生物等。

2.4微生物接种物类别

能源草厌氧发酵过程需要微生物的参与,不同的微生物接种物会直接导致微生物菌群类型和数量的差异,进而会影响能源草厌氧发酵系统的启动和运行,所以应该寻找到适合能源草厌氧发酵的微生物接种物。能源草具有饲用价值,例如柳枝稷[39],可以尝试将采食能源草的动物所排泄的粪便作为微生物接种物进行沼气发酵试验,并评价经动物自身选择后的消化道微生物区系对发酵试验的影响。

2.5发酵条件控制

为使厌氧发酵过程获得最大的生产效率,整个生产过程必须处于最优化的运行参数和环境条件下。影响沼气发酵的重要工艺条件有温度、酸碱度、浓度等,其中温度较难受到控制,因为其直接影响到微生物菌群的稳定,所以在以后的研究中应将确定适合能源草厌氧发酵系统的温度范围作为重点。

3结语

生物质能作为可再生能源的研究开发始于20世纪70年代初的“石油危机”,发展至今有些国家已经获得了成功。我国的研究工作也在进行,能源草转化的研究工作还处于起步阶段,研究尚不系统,仍需加强能源草资源的开发及转化技术的研究,依靠国家政策推广种植能源草,实现能源草转化产业化,为社会主义新农村建设和国家能源安全做出贡献。

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生物能源行业研究篇8

尊敬的贺厅长:

您好!

非常感谢您在百忙之中抽取时间听我们汇报有色金属尾矿资源综合利用工程技术研究中心的相关事宜。

工程技术研究中心的建设具有非常重要的意义,首先工程技术中心的建设与国家和我省主要发展政策高度吻合,在《国家中长期期科学和技术发展规划纲要》(2006-2020)、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《湖南省“十三五”科技创新规划》中都重点提到了要支持矿产资源高效开发利用领域,大力推动共伴生矿和尾矿综合利用,研发尾矿深度加工和综合利用技术,促进尾矿中伴生有价元素回收和高技术含量尾矿产品开发,提高尾矿综合利用经济性。二是工程技术中心的建设对推动产业领域、行业区域的发展有重大意义,据统计,我省尾矿累积堆存量大约为120多亿吨,含有大量的有价元素,潜在价值高达5万亿元。尾矿资源综合利用技术的研发及成功应用有利于增加矿产的可利用储量,缓解我国资源的紧张局面,对于维护国家安全和经济可持续发展意义重大。工程技术中心主要开展清洁高效分离和提取,废弃物资源化利用等重金属废水处理及零排放、尾矿资源循环利用、有色冶炼废渣综合利用等工作,能化害为利,降低废物排放,实施清洁生产,从生产的源头少污染物的产生和排放,对促进我国有色金属工业可持续发展具有重要的意义。三是目前没有侧重于有色金属尾矿资源综合利用工程技术研究中心,组建工程技术研究中心,突破制约发展的关键技术和核心技术,可以促进我国矿产资源清洁高效综合利用技术创新体系的发展,增强有色金属工业企业的自主创新能力。

工程技术中心的主要建设目标是:针对清洁高效分离和提取,废弃物资源化利用等行业共性关键技术,通过开展前瞻性和创新性的应用基础和工程化方面的研究,取得原创性和具有国际先进水平的科研成果,培养应用基础研究的创新研究群体和多学科交叉杰出人才。加强与国内外大型骨干企业建立广泛的合作,加快科技成果转化,促进我国有色金属尾矿资源综合利用的技术进步。

工程技术中心主要在三个研究方向进行研究工作,分别是:

(1)尾矿中低品位、共伴生有价金属元素的高效提取技术研究。主要是开发典型含铜多金属尾矿二次资源利用,充分提高铁、铜、硫及伴生金银等有价金属的回收率及资源综合利用率。

(2)尾矿中非金属矿物提纯和深加工高值利用技术研究。主要是对尾矿中的云母或长石等非金属矿物,进行微米级云母等非金属高效固液分离及矿物表面改性工艺、云母或长石高效分离及富集以及云母和长石在工业中的应用等研究;

(3)二次尾矿建材化、减量化工程技术研究。主要是针对尾矿经过有用组分提取后剩下的无再选价值的二次尾矿进行再利用研究,通过二次尾矿制备免烧尾矿砖、轻质砌块、无机胶凝材料等的配方及工艺研究,实现二次尾矿的减量化和无害化,而且变废为宝。

工程技术中心的近期目标为:

(1)申请发明专利25-30项,发表高水平学术论文50余篇;

(2)完成3项课题研究;

(3)组织编制有色金属相关行业标准6-8项;

(4)获得省部级及以上科研成果奖励3-5项;

(5)成果转化实现收入6000万元;

(6)培养博士研究生3-5人,硕士研究生10-15人;

(7)组织国内学术技术交流与研讨会1-3次。

工程技术中心由****和****联合组建,*******,是原国家部委所属改制型科研院所之一,注册资本38408万元,总资产近7.26亿元。近三年来,经济状况良好,连续三年实现盈利。在有色金属采、选、冶及深加工和资源综合利用工艺研发,新型合金和新材料研发,工程咨询设计及节能环保咨询工程服务等领域具有较大影响。

现有职工386人,专业研究人员275人,其中,部级“新世纪百千万人才工程”2人;享受国务院特殊津贴10人;“121人才工程”6人;研究员级高工20人;硕士生导师16人;博士4人。

近五年来共完成科研项目483项,获省部级以上科技进步奖16项,授权专利57项,其中实用新型专利17项,发明专利40项,发表学术论文314篇,参与出版专著1部,参与起草并的国家标准7项,行业标准19项,发现国际矿物协会批准认定的新矿物1种。已逐步形成并确立了“清洁选矿领域”、“有色环保领域”、“工程咨询领域”、“资源综合利用技术领域”、“高效冶炼”五大科研技术领域。

目前拥有“复杂铜铅锌共伴生金属资源综合利用湖南省重点实验室”、“湖南省铋工程技术研究中心”、“有色金属工业生态环境保护行业重点实验室”、“湖南省环境保护有色金属工业清洁生产与污染防治工程技术中心”、“有色金属工业矿山尾矿资源化利用重点实验室”、“博士后科研工作站”和“矿冶固体废弃物资源化产业技术创新战略联盟”等创新平台;是中南大学、武汉科技大学等硕士和博士实习和人才培养基地,也是湖南省战略性金属矿产资源清洁高效利用协同创新中心主要成员单位,为发展有色金属行业提供了强大的科学技术支撑。

联合组建单位——*****,拥有教育部和湖南省生物冶金重点实验室、湖南省钢铁烧结球团工程中心,与冶金学院等共建难冶有色金属高效清洁利用国家工程实验室,是国际生物冶金学会的挂靠单位。建成了一支以两院院士王淀佐教授、工程院院士邱冠周教授、长江学者胡岳华教授为带头人的高水平学科梯队。拥有17个实验功能区,5个中试科研基地,总面积10623平方米,各种仪器设备3990台套。近十年来学院共承担省部级以上重大科学研究项目80余项。获得国家奖励及省部级奖励共60余项,其中国家科技进步一等奖2项,国家科学技术发明二等奖2项,国家科技进步二等奖6项;中国高等学校十大科技进展2项。出版学术专著30部,其中外文原著2部,发表学术论文1500余篇。联合承担单位***将确保中心拥有优秀的技术人才、科研设施,确保中心工作顺利实施。

目前我院的资源综合利用相关科研成果达到了国内领先水平,先后在硫酸烧渣综合回收利用、选矿尾矿绢云母回收利用、冶炼废渣回收有价金属等方面取得了良好的成果,获得多项技术进步奖和专利。我院的技术成果,能有效从源头上减少重金属的排放量,通过提高金属的回收率以及对原有工业废渣进行回收,可以有效减少重金属在废弃物中的含量,并且利用二次尾矿进行建材化、减量化应用,实现无尾矿排放。主要技术有“硫铁矿烧渣高值化综合利用技术”、“千枚岩型选矿尾矿综合回收与利用云母技术”、“矽卡岩型选矿尾矿综合回收与利用石榴子石技术”、“长英岩型选矿尾矿的无尾矿排放的综合利用技术”。这些技术成功应用于广东云浮、广西鹿寨、江西银山、山东乳山、陕西略阳、湖南湘东、紫金公司、国金矿业及广东翁源等企业,具有良好的经济、社会和环境效益。

工程中心建设期内自筹资金1500万元,预计第一年投入600万元用于改善场地、购置设备等,第二年投入500万元用于购置设备一家课题研究费用等,第三年投入400万元作为工程技术中心运行费用。

生物能源行业研究篇9

物联网工程、智能电网信息工程:

共掀it新浪潮

“物联网”被世界公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮,被列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网依托it技术,让孤立的物品(冰箱、汽车、设备、家具、货品等)接入网络世界,让物与物、人与物之间能沟通交流。目前,物联网技术开始运用于智能交通(如公交实时查询、智能打车、实时交通指挥)、环境保护(如污染源实时监控)、公共安全(如周界安全防范系统)、平安家居(如实时监控报警系统)等领域。

智能电网是将物联网技术充分应用到电力系统,从而使电网运行更加可靠、安全、经济、高效,满足更大的用电需求,容许各种不同发电形式的接入等功能。物联网作为“智能信息感知末梢”,在线监测和实时掌控电网各个环节重要运行参数。从发电环节的接入到检测,变电的生产管理、安全评估与监督,以及配电的自动化、用电的采集,还有营销这方面都要采用物联网技术。国家电网已经确定了2020年全面建成智能电网的目标。

为了大力发展物联网、传感网和智能电网,培养更多的相关人才,教育部在2010年批准设置了“物联网工程”“智能电网信息工程”这两个与物联网技术相关的专业。

物联网工程专业

物联网工程专业主要培养具有扎实的物联网专业知识,掌握物联网应用技术、具备物联网工程项目的规划和施工管理、物联网设备安装与调试、物联网应用平台设计与开发、物联网维护与管理、物联网设备营销与技术支持等职业能力和素质的高技能人才。

特色课程:物联网工程概论、高性能网络计算、物联网信息安全。

就业去向:主要在电力、能源、交通、医疗、贸易等与物联网相关的企业和政府管理部门,从事物联网相关的电路硬件(如无线传感器)开发、维护,网络部分(如通信架构、网络协议和标准、信息安全等)的开发、管理与维护。

我国开设该本科专业的高校较多,目前已超过100所,考生报考时可优先选择这些专业实力强的学校。

推荐院校:北京邮电大学、南京邮电大学、天津理工大学、北京科技大学、哈尔滨工业大学。其中,天津理工大学为了利用和借鉴台湾电子技术领域的先进经验,培养方案采用“3+1”联合培养,学生大一、大二在天津理工大学学习,大三到台湾中华大学继续学习,大四回到天津理工完成毕设,毕业后颁发天津理工大学的学士学位证书。

智能电网信息工程专业

智能电网信息工程专业主要培养掌握智能电网相关的理论知识,在新能源发电与智能接入技术、电网智能调度与控制技术、电能计量与监测、计算机与网络技术等方面有专长,可以在网络化、信息化、智能化电气系统领域从事研究、开发、设计、运行维护与管理等工作的高级工程技术人才。

特色课程:自动控制理论、电机学、电力系统分析、电力电子技术、智能电网技术。

就业去向:主要在电网公司、发电公司、科研设计院、高等院校等相关行业或部门,从事设计、开发、生产运行与管理、科学研究、技术支持等工作。

推荐院校:华北电力大学、南京理工大学、重庆邮电大学、青岛科技大学。

物流管理、物流工程:

经济发展的“加速器”

《物流术语》中提到:物流是“物品从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际需要,将运输、储存、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合”。在国际上,物流产业被认为是国民经济发展的动脉和基础产业,其发展水平成为衡量一个国家现代化程度和综合国力的重要标志之一。随着世界经济的高速发展和全球化趋势的日益突出,现代物流理论和技术已在发达国家得到了空前的应用和发展,并产生了巨大的经济效益和社会效益。面对我国加入wto后所面临的机遇与挑战,引进和发展现代物流理论和技术,培养现代物流经营管理的高级人才,已成为当务之急。因此,现代物流业是我国“朝阳产业”,有很广阔的发展前景,国家对物流专业的人才需求很大。下面为大家介绍物流行业的两个热门专业,物流管理和物流工程专业。

物流管理专业

物流管理专业主要学习经济、会计、贸易、管理、法律、信息资源管理、计算机等方面的基本理论和专门知识,培养具有一定的物流规划与设计、物流管理、物流业运作等能力,能在经济管理部门、贸易公司、物流企业从事政策制定,物流业运作管理应用型、复合型、国际化的物流管理人才。

特色课程:物流规划与设计、采购与供应管理、采购项目管理、运输管理、仓储管理、配送管理、包装学、采购决策与库存控制、现代物流管理学、电子商务与物流系统等。

就业方向:毕业生可以去各级经济管理部门和工商企业,从事物流管理工作和与物流相关的铁路、航空、港口、仓储等管理和技术工作。也可以去一般企业(工厂、贸易公司)里做物流工作(比如仓库收发货、保管、计划、采购、运输管理、进出口关务),或去物流企业里工作(比如销售、客服、物流咨询策划)。

推荐院校:北京工商大学,北京物资学院,南开大学,北京交通大学。由于国外的物流行业发展早,教学理念、师资等较国内更优,如果有意出国继续深造,可以考虑报考新加坡东亚管理学院、美国麻省理工学院、密歇根州立大学。

物流工程专业

物流工程专业培养具备物流学、运筹学、管理学、交通运输组织学、运输经济学、运输商务管理等基本理论和基本知识,能在物流企业、交通运输企业及机械或电子制造企业、科研院所、政府机构等部门,从事物流系统规划与设计、物流技术设备和物流自动化系统的设计与集成、物流系统运行与维护的复合型以及应用型的高级工程技术与管理人才。

特色课程:管理学、运筹学、工程图学、机械设计基础、生产与库存控制、供应链管理、物流工程、物流机械技术、国际物流学、电子商务概论、物流系统工程、运输会计学等。

就业方向:在各类制造单位、商贸、物流企业,从事物流系统分析设计、物流系统运营管理、物流项目规划建设等相关技术及管理工作,也可在专业咨询公司、教育培训机构、相关政府部门以及其他社会团体从事物流相关工作。

推荐院校:北京交通大学、天津理工大学、武汉理工大学、浙江大学

通过对以上两个专业的介绍,我简单总结下它们的区别:

一、物流管理专业应用管理学的基本原理和方法,对物流活动进行计划、组织、指挥、协调、控制和监督,使物流系统的运行达到最佳状态,实现降低物流成本、提高物流效率和经济效益的目标。物流工程专业是以物流系统为研究对象,从工程和技术的角度,研究物流系统的规划设计与资源优化配置、物流运作过程的计划与控制以及经营管理的工程领域。

二、物流管理专业以管理科学与工程为学科基础,同时跨工商管理和经济学学科;物流工程专业以管理科学与工程为学科基础,同时跨交通运输类学科和机械类学科。

三、物流管理专业偏向文科性质,授予管理学学位;物流工程专业侧重理工科,授工学学位。

新能源材料与器件、资源循环科学与工程:

将低碳进行到底

根据美国能源信息署预测,2020年世界能源需求将达到128.89亿吨油当量,2025年将达到136.50亿吨油当量。近年来,受石油价格上涨、全球气候变化的影响,可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视,各国都纷纷提出了明确的发展目标,制定了支持可再生能源发展的法规和政策,我国亦是如此。十报告提出,“推动能源生产和消费革命,控制能源消费总量,加强节能降耗,支持节能低碳产业和新能源、可再生能源发展,确保国家能源安全”。在这样的大背景下,新能源产业市场前景广阔,属21世纪的朝阳产业之一。接下来为大家介绍两个与新能源技术相关的两个专业:新能源材料与器件专业和资源循环科学与工程专业。

新能源材料与器件专业

新能源材料与器件专业重点研究与开发新一代高性能绿色能源材料、技术和器件(如通讯、汽车、医疗领域的动力电源),发展新能源材料(新型锂离子电池材料、新型燃料电池材料和新型太阳能电池材料)的学术研究方向。新能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一,新能源材料与器件是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键。新能源材料与器件本科专业,是由材料、物理、化学、电子、机械等多学科交叉,以能量转换与存储材料及其器件设计、制备工程技术为培养特色的战略性新兴专业。

新能源材料是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键材料,该类材料包括晶体硅材料、硫系化合物半导体材料、纳米材料等。新能源器件是可以直接或经转换成人类所需的光、电、热、动力等任何形式能量的载能体,主要包括太阳能、风能、核能等形式的储能器件。

就业方向:本专业毕业生可以攻读“资源循环科学与工程”“微电子学与固体电子学”“电子科学与技术”“电子工程”“光电工程”及其他电子信息和电气类相关学科的硕士专业。能到国外一流研究机构进行相关专业的留学深造,能在新能源企业、研究所、汽车公司等单位,从事太阳能光伏发电、动力蓄电池、电动汽车设计与制造、燃料电池、节能环保等热门领域的前沿研究、设计、制造、建设、运行与管理等工作。

推荐院校:电子科技大学、华东理工大学、北京化工大学。

资源循环科学与工程专业

资源循环科学与工程专业是为了满足国家节能减排,低碳经济及循环经济等战略性新兴产业对高素质人才的迫切需求。该专业是在2010年设立的新兴交叉学科专业,涉及环境科学、经济、管理等诸多学科交叉与融合。资源循环科学与工程,是依托化学工程与基础的国家重点一级学科,主要以资源循环过程和产品工程为特色,在矿产资源优化利用及固体废弃物综合利用与开发上进行研究。

培养目标:本专业主要学习循环资源科学与工程专业基础理论知识,通过对循环经济工程技术相关理论知识的学习与工程实训锻炼,了解我国资源分布、产业布局、环境保护等方面的基本状况,具备从事循环资源科学与工程基础理论研究与工程技术开发、经营管理等方面的工作能力。培养面向国家建设需要,适应未来科技发展,掌握循环经济工程技术方面的基础理论知识,具备从事循环经济工程技术基础理论研究与技术开发的基本能力,能在循环经济工程技术领域从事科学研究、工程技术开发、经营管理等方面工作的高素质人才。

生物能源行业研究篇10

关键词:沼气;循环农业;资源利用;种养结合;能值分析

中D分类号:S216.4;S210.1文献标识码:aDoi编号:10.14025/ki.jlny.2017.02.001

1种养结合型循环农业系统能值分析定义

循环农业系统主要以再循环、再利用以及减量化为准则,而倡导资源循环运用及减量化运用,以沼气为链接的结合型循环农业系统是猪场粪水处理的有效措施之一,该系统能处理废弃沼液,促进污水生态排放达标,早期时则着重注意沼液肥料效果、污水排泄指标以及沼气工程工艺设计[1]。能值分析法主要是以生态自然价值为基础,将模式中各类经济流与生态流转换成能值,予以经济性活动及自然环境生产统一评估,定量研究生态经济效益、系统功能以及系统结构的一种方式。现阶段,已被广泛应用于城市生态、工业生态、区域生态、农业生态以及自然生态等系统可持续性发展的对比、评估及分析。

2研究区概况

此次研究区域为某畜牧场,距离市区14公里,研究系统总的占地面积为30.25公顷,种植面积约22.80公顷;研究区年均气温为19.50℃、年太阳辐射为30.20mJ/km2、年均降雨量为1697.5毫米、径流年均值为200毫米。研究区模式以生猪养殖为主要平台,干湿分离牲畜废弃物,而猪粪渣用于有机肥生产以及食用菌栽培,污水经研究区沼气工程厌氧发酵处理,污水厌氧后的沼气主要用于发电、产热,沼液与沼渣用于玉米、甘蓝以及牧草等浇灌,生成废弃物资源循环运用与物质多极化循环运用的复合循环性生态系统[2]。此次以生猪养殖、沼气工程、固废处理及沼液利用等循环农业系统为主要研究对象。

3循环农业系统的能值流研究

外界输入性系统方面的能值流主要包括购买能值与自然资源,其中反馈能值属于系统自产,于系统内部进行循环运用,而输出系统能值主要是总产出能值除去反馈能值(见图1)。研究区域的循环农业系统由固废处理、沼液运用、沼气工程以及生猪养殖等四部分组成,具体循环表现为:每年干湿分离牲畜废弃物后所产生的冲栏水、尿液以及猪粪便为1.31×1018sej与1.79×1017sej,其中29.5%的沼液能反馈至种植业,而70.5%的沼液滞留在系统中用于下季度再生产原料;73%沼渣、菌渣以及猪粪便反馈至有机肥系统中,而26%的猪粪便用于食用菌种养中,仅1%有机肥用于种植业系统。

注:1为沼液运用(D苹果种植、C玉米种植、B牧草种植、a甘蓝种植),2为生猪养殖、3为沼气工程、4为固废处理(G有机肥生产、e食用菌生产),n不可更新型自然资源能,R可更新型自然资源能,R/可更新型有机能,Y产出,F不可更新型工业辅助能。

4循环农业系统的经济效益研究

从循环系统的能值货币与现金价值计算年经济净收益、系统产投比,评估研究区与单纯生猪养殖的经济效益,净收益计算公式为:总产出-统外投资-弃物、产投比(总产出-废弃物)÷系统外投资,研究区与单纯生猪养殖的经济效益以净收益与产投比计公式进行计算(见表1)。从现金方面分析,研究区的产投比较单纯生猪养殖高,而且净收益较单纯生猪养殖高出18.96%,提示研究区的现金性经济收益明显高于单纯生猪养殖[3]。从能值货币方面分析,研究区的产投比较单纯生猪养殖略低2.47%,原因分析可能是,养殖业主要产出高值能品种,而种植业主要产出低值能品种,由两者结合所产生的种养结合型循环农业系统净能值性产出率可比单纯生猪养殖低,但是净收益较生猪养殖高9.01%,所以经研究分析发现,研究区的循环农业系统在增加沼液利用、固废处理以及沼气工程流程后,其总体效益较单纯生猪养殖高,因此采取种养结合型循环农业系统能显著提高经济收益与社会效益。

表1单纯生猪养殖与研究区系统经济收益分析

注:产出与投入针对系统外,不包括系统内部循环。

5结语

以单纯生猪养殖作对照,对研究区循环农业系统的经济效益、可持续性发展度、环境安全性以及资源减量率进行分析发现,循环农业系统通过资源循环运用后,购买能值率显著降低,而且外界资源投资逐渐减少,达到资源减量化的目的。此外,可持续性发展指数明显提高,环境负债率明显降低,而且经济收益与社会效益随之提高,进一步实现社会效益、经济收益以及生态效益的完整统一。

参考文献

[1]段娜,刘晓东,林聪,等.以沼气为纽带的生态村循环系统能值分析[J].农业工程学报,2015,31(01):262-268.

[2]靳红梅,严少华,常志州,等.基于集约化农区种养结合的猪粪处理模式生命周期评价[J].农业环境科学学报,2015,34(08):1625-1632.