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本書介紹了國(guó)內(nèi)外生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況、能源植物、沼氣、生物質(zhì)氣、生物乙醇和生物柴油等方面的生產(chǎn)技術(shù)、發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景等方面的研究情況。本書適合作為農(nóng)林專業(yè)本科生教材及農(nóng)村能源、生物能源和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面研究的參考書。

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進(jìn)入21世紀(jì)，能源短缺、環(huán)境惡化兩個(gè)危機(jī)同步展現(xiàn)在人類面前。在地球上發(fā)現(xiàn)煤炭、石油以來不到200年的時(shí)間內(nèi)，人類競(jìng)將礦物能源資源幾近揮霍一空。據(jù)專家估計(jì)，全球煤炭只可以再利用80～100年，石油只可以再利用20～30年。另外，礦物能源的無節(jié)制使用，引起了日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，如全球氣溫變暖、損害臭氧層、破壞生態(tài)圈碳平衡、釋放有害物質(zhì)、引起酸雨等自然災(zāi)害。更為嚴(yán)重的是，當(dāng)前人類對(duì)石油、煤炭等化石能源的需求，已經(jīng)到了非常依賴的程度。需要人們警惕的是，石油不僅僅是一種能源，還是重要的化工原料，高油價(jià)向下游傳導(dǎo)，農(nóng)機(jī)柴油、化肥、農(nóng)膜等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價(jià)格也隨之上漲，增加了糧食的生產(chǎn)成本，導(dǎo)致食品類物價(jià)上漲，造成今天的結(jié)構(gòu)性物價(jià)上漲。然而，國(guó)際能源市場(chǎng)充滿了不穩(wěn)定因素，如中東局勢(shì)造成的油價(jià)波動(dòng)就會(huì)影響石油的供給，進(jìn)而給經(jīng)濟(jì)社會(huì)帶來很大的沖擊，對(duì)國(guó)家安全構(gòu)成相當(dāng)大的威脅。
　　應(yīng)對(duì)能源短缺、環(huán)境惡化的危機(jī)，各國(guó)科學(xué)家都在努力研究，積極尋找、開發(fā)利用新的、清潔的、可持續(xù)的替代能源。發(fā)達(dá)國(guó)家在近10多年來非常關(guān)注以新技術(shù)開發(fā)利用生物質(zhì)能源。通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和裝置可以高效地將生物質(zhì)轉(zhuǎn)換為氣體燃料、液體燃料和電力，可直接替代煤炭、石油和天然氣等礦物燃料。有人預(yù)言，到2050年，生物質(zhì)能源有可能提供世界60%的電力和40%的液體燃料，使全球CO2排放量減少54億t碳。我國(guó)能源97％仰賴進(jìn)口，因此，化石燃料的枯竭問題與主要能源產(chǎn)地的動(dòng)蕩都沖擊我國(guó)的能源情勢(shì)，使我國(guó)能源的使用安全與成本受到挑戰(zhàn)，而化石能源使用產(chǎn)生污染等問題所造成的外部社會(huì)成本也越來越必須去面對(duì)。在中國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭消費(fèi)量占一次能源消費(fèi)總量的近70％。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)S02排放總量的90%是由燃煤造成的，S02污染已成為主要大氣污染源，致使中國(guó)1／3國(guó)土成為酸雨區(qū)。要真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、減污，必須盡快改變中國(guó)的燃料結(jié)構(gòu)。
　　生物質(zhì)能又稱“綠色能源”，是指通過植物的光合作用而將太陽輻射的能量以一種生物質(zhì)形式固定下來的能源。據(jù)推算，每年由植物固定下來的太陽輻射能是目前世界每年能源消耗總量的10倍。生物質(zhì)能是一種清潔能源，具有可再生和環(huán)境友好的雙重屬性。礦物燃料是把原為固定的碳通過燃燒使其流動(dòng)化，并以CO2的形式累積于大氣環(huán)境，造成溫室效應(yīng)。生物質(zhì)中的碳來自空氣中流動(dòng)的CO2，如果這兩個(gè)速度有合適的匹配，CO2甚至可以達(dá)到平衡，整個(gè)生物質(zhì)能循環(huán)就能實(shí)現(xiàn)CO：零排放，從根本上解決礦物能源消耗帶來的溫室效應(yīng)問題。發(fā)展生物質(zhì)能，既有利于實(shí)現(xiàn)能源多元化，緩解能源緊張，又有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減少溫室氣體排放，還可以為農(nóng)村開辟新興產(chǎn)業(yè)，有效延長(zhǎng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，提高農(nóng)業(yè)附加值，增加農(nóng)村就業(yè)機(jī)會(huì)，增加農(nóng)民收入。因此，建設(shè)從能源農(nóng)林業(yè)到生物質(zhì)能加工業(yè)的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)鏈可以成為中國(guó)解決“三農(nóng)”問題的一個(gè)有力手段。
　　我國(guó)對(duì)生物質(zhì)能源利用極為重視，制訂了一系列政策和措施支持生物質(zhì)能源的研發(fā)，涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀的科研成果和成功的應(yīng)用范例，如戶用沼氣池、禽畜糞便沼氣技術(shù)、生物質(zhì)氣化發(fā)電和集中供氣、生物質(zhì)壓塊燃料等，取得了可觀的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
　　2005年以來，作者收集了大量國(guó)內(nèi)外資料，查閱和參考了相關(guān)學(xué)科的著作和文獻(xiàn)，在與相關(guān)專業(yè)大學(xué)生和研究生的教學(xué)過程中，經(jīng)過反復(fù)修改和更新，方完成本書的編撰工作。本書闡釋了各種生物質(zhì)能技術(shù)的機(jī)理和工藝原理，簡(jiǎn)單描述了各種轉(zhuǎn)換技術(shù)的工藝過程，介紹了各種技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，指出了存在的主要問題和未來的發(fā)展方向等。本書可作為相關(guān)專業(yè)大學(xué)生和研究生的教材，也可作為從事生物能源研究應(yīng)用的科技人員參考書。
　　編著者
　　2016年1月

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