生物产业现状与前景

生物产业现状与前景（通用6篇）

篇1：生物产业现状与前景

生物医学材料产业发展现状及前景分析

材料科学与物理学、化学、生物学及临床科学越来越紧密地结合，并突破旧有科学的狭小范围，诞生了另一个新兴的产业--生物医学材料产业。生物医学材料已经成为生物医学工程的4大支柱产业之一，它为医学、药物学及生物学等学科的发展提供了丰富的物质基础。作为材料学的一个重要分支，它对于促进人类文明的发展必将作出更大的贡献。

生物医学材料指的是一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。现在各种合成和天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各种复合材料，其制成产品已经被广泛地应用于临床和科研。

一、生物医学材料的分类

一般而言，临床医学对生物医学材料有以下基本的要求：无毒性，不致癌，不致畸，不引起人体细胞的突变和组织细胞的反应；与人体组织相容性好，不引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象；化学性质稳定，抗体液、血液及酶的作用；具有与天然组织相适应的物理机械特性；针对不同的使用目的具有特定的功能。

根据物质属性，生物医学材料大致可以分为以下几种。

1、生物医学金属材料（biomedical metallic materials）医用金属材料是作为生物医学材料的金属或合金，具有很高的机械强度和抗疲劳特性，是临床应用最广泛的承力植入材料，主要有钻合金（co-cr-ni）、钛合金（ti-6a1-4v）和不锈钢的人工关节和人工骨。镍钛形状记忆合金具有形状记忆的智能特性，能够用于矫形外科、心血管外科。

2、生物医学高分子材料（biomedical polymer）生物医学高分子材料有天然的和合成的两种，发展得最快的是合成高分子医用材料。通过分子设计，可以获得很多具有良好物理机械性和生物相容性的生物材料。其中软性材料常用来作为人体软组织如血管、食道和指关节等的代用品；合成的硬材料可以用来作人工硬脑膜、笼架球形的人工心脏瓣膜的球形阀等；液态的合成材料如室温硫化硅橡胶可以用来作注入式组织修补材料。

3、生物医学无机非金属材料或生物陶瓷（biomedical ceramics）生物陶瓷这类医用材料化学性质稳定，具有良好的生物相容性。生物陶瓷主要包括两类。（1）惰性生物陶瓷（如氧化铝、医用碳素材料等）。这类材料具有较高的强度，耐磨性能良好，分子中的键力较强。

（2）生物活性陶瓷（如羟基磷灰石和生物活性玻璃等），这类材料具有能在生理环境中逐步降解和吸收，或与生物机体形成稳定的化学键结合的特性，因而具有极为广阔的发展前景。

4、生物医学复合材料（biomedical composites）生物医学复合材料是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医学材料，主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造。其中钻合金和聚乙烯组织的假体常用作关节材料；碳-钛合成材料是临床应用良好的人工股骨头；高分子材料与生物高分子（如酶、抗源、抗体和激素等）结合可以作为生物传感器。

5、生物医学衍生材料（biomedical derived materials）生物衍生材料是经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医学材料，经过处理的生物衍生材料是无生物活力的材料，但是由于具有类似天然组织的构型和功能，在人体组织的修复和替换中具有重要作用，主要用作皮肤掩膜、血液透析膜、人工心脏瓣膜等。

篇2：生物产业现状与前景

前景广阔

海洋生物医药行业是指以海洋生物为原料或提取有效成分，进行海洋生物化学药品、保健品和基因工程药物的生产活动，包括基因、细胞、酶、发酵工程药物、基因工程疫苗、新疫苗;药用氨基酸、抗生素、维生素、微生态制剂药物;血液制品及代用品;诊断试剂;血型试剂、X光检查造影剂、用于病人的诊断试剂;用于动物肝脏制成的生化药品等。

更多关于海洋生物医药行业市场研究分析，可查看《2015-2020年中国海洋生物医药产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

我国海洋生物产业以基地化、园区化为特征的产业集聚发展态势初步形成。目前已有8个国家海洋高技术产业基地、6个科技兴海产业示范基地，初步形成以广州、深圳为核心的海洋医药与生物制品产业集群，以湛江为核心的粤东海洋生物育种与海水健康养殖产业集群，福建闽南海洋生物医药与制品集聚区和闽东海洋生物高效健康养殖业集聚区等。

近年来海洋经济发展在我国经济发展中被列入重点发展领域，主要是由于其对于缓解资源瓶颈、促进产业结构调整、推动技术创新等均具有重要的意义，尤其是海洋油气业、海洋生物医药业、海洋电力业、海水利用业、海洋船舶工业等战略新兴产业，近年来获得了快速发展，尤其是海洋生物医药产业。

我国海洋生物技术和产业呈现良好的发展态势，但距建设海洋强国的目标还存在较大差距。差距主要体现在，海洋生物科技创新与国外和陆地对比还有差距;资源调查、评估和保护不够，海洋生物资源的独特优势尚未充分发挥;平台建设等产业创新支撑体系还较薄弱;海洋生物龙头企业相对较少，与小微企业互补不足，产业生态还未建立完善。

海洋生物医药行业要想获得更快的发展，需要企业和政府的协作，政府方面，需要在资金扶持、人才培养以及行业发展引导等方面做出努力，而作为直接参与者的企业，则需要在创新能力培养上加大投入，企业可以通过设立科技储备基金，投资一些基础性研究项目作为知识储备，或者通过资金缺陷法收买研究人员科研成果对其进行后期研究，缩短周期并加快产品的产业化发展，避免新产品前期研究的投资风险。

文中数据参考自：前瞻产业研究院发布的《2015-2020年中国海洋生物医药产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

篇3：生物柴油产业开发现状及应用前景

生物柴油是以小桐子和大豆等油料作物、动物油脂、餐饮废油以及工程微藻为原料,利用化学方法制备出的一种液体燃料。其特点是低硫和无芳,十六烷值高、燃烧性能好,且运输与使用安全,可直接或与石油基柴油调配后使用,是典型“绿色能源”,因此受到世界各国广泛关注。

1 生物柴油原料来源

用于制备生物柴油的原料资源极其丰富,包括植物油(草本植物油、木本植物油、水生植物油)、动物油(猪油、牛油、羊油、鱼油)和工业、餐饮废油(动植物油或脂肪酸)等。目前,世界各国纷纷选择具有自身优势的原料来发展生物柴油。表1列出了生物柴油的原料情况。

目前,我国的食用油消费量有2500多万吨,人均消费食用油约20kg,已超过世界平均水平[1]。但由于国产油料空间受限,植物油增长主要来自进口油料,因此在中国不可能将食用油脂用于生物柴油的生产。但食用油加工及消费时植物油的利用率约为80%,其余的转化为废弃油脂。由此可见我国的地沟油、酸化油等废弃油脂年产量达到500万吨以上,供应充足、资源量大,如能够集中处理作为生物柴油的原料使用,可大大缓解生物柴油企业原料供应紧张的状况。同时,我国有4600多万公顷的宜林地,其中小桐子、黄连木、光皮树等能源植物可种植面积达2000多万公顷,预计5~8年后可满足3000万吨的油料资源[2]。此外,我国的农作物秸秆,农产品加工过程中的稻壳、玉米芯,森林采伐和造材过程中的剩余物等的资源量约16亿吨,除大部分作为造纸原料、畜牧饲料、燃料及造材使用,仍有6亿吨未被合理利用,是未来可利用的重要资源[2]。

根据我国生物质能源“不与人争粮,不与粮争地”的发展原则,开发适宜边际性土地种植的、非食用的各类油料植物资源,才是解决生物柴油产业原料的主要途径。因此,建议我国生物柴油原料的近期目标是利用废弃油脂、棉籽油及工业棕榈油等油料资源;中期目标是利用荒山、盐碱地等边际性土地大力发展小桐子、黄连木、千年桐等木本油料资源;未来目标是开展微藻技术研究,并跟踪国外农林废弃物等生物质液化-气化技术的发展趋势,实现未来生物柴油原料的持续化、规模化、多样化供应。

2 生物柴油制备技术及发展方向

2.1 酯交换生物柴油制备技术

酯交换生物柴油是利用低分子量的醇与三脂肪酸甘油酯进行酯交换反应,生成脂肪酸甲酯(第一代生物柴油)和甘油。根据所用催化剂不同可分为均相催化法、非均相催化法、生物催化法和超临界酯交换法。

均相催化法就是以液体酸、液体碱为催化剂,在反应温度55℃~70℃、醇油体积比6:1的条件下制备生物柴油。代表性的工艺主要有德国Lurgi工艺、德国Sket工艺、德国Connemann工艺、加拿大的BIOX工艺等,其中德国Lurgi工艺占世界生物柴油产量的60%以上。对于酸化油和地沟油等酸值较高油脂,需采用物理精炼或液体酸酯化等方法进行预处理,使预处理后油脂中的游离酸含量小于1%,然后采用液体碱进行酯交换制备生物柴油。

非均相催化法以固体碱或固体酸为催化剂,并利用固定床工艺制备生物柴油。IFP开发的Esterfip-H工艺以尖晶石结构的双金属氧化物为催化剂,在220℃~240℃、4~5MPa条件下制备生物柴油,油脂转化率接近100%,副产甘油纯度超过98%,在法国和瑞典建立了两套16万t/a的工业生产装置[3]。美国Benefuel公司和印度国家化学研究所合作开发了一种以Fe-Zn为基础的固体酸催化剂。该催化剂对原料中水的存在不敏感,且具有非常高的活性,可直接生产纯度大于98%的甘油,第一套工业装置建在美国伊利诺斯州的Seymour生物燃料公司[4]。

生物酶法合成生物柴油具有反应条件温和、醇用量小和无污染物排放等优点,日益受到重视。目前只有清华大学与湖南海纳百川生物工程有限公司合作建成了全球第一套2万t/a的生物柴油装置。该技术具有原料适应性广、反应条件温和、甘油浓度高等优点,但存在着催化剂昂贵、酶易中毒失活及成本高等问题。

超临界法是指甲醇处于超临界状态下发生的酯交换反应。日本旭化成公司将京都大学开发出的超临界工艺推向工业化,并于2006年投产。中国海洋石油总公司利用石油化工科学研究院开发出的技术在海南投资兴建6万t/a的生物柴油示范装置,于2010年1月正式投产。

2.2 加氢生物柴油制备技术

加氢生物柴油是以动植物油脂为原料,在催化剂作用下发生加氢饱和、加氢脱氧、加氢脱羧及加氢异构等反应制备生物柴油(第二代生物柴油),同时副产石脑油、丙烷、水等。反应方程式如下页所示。

2.2.1 油脂直接加氢技术

芬兰Neste公司以动植物油脂为原料,通过两步法制备生物柴油。第一步是以Ni Mo/Al2O3或Co Mo/Al2O3为催化剂,在温度200℃~500℃、压力2~15MPa条件下得到正构烷烃。第二步以Pt/SAPO-11/Al2O3或Pt SAPO-11/Si O2为催化剂,在温度200℃~500℃、压力2~15MPa条件下将正构烷烃进行异构化,从而提高产品的低温使用性能[5,6,7]。该公司已在芬兰建立了两套17万t/a工业生产装置,在新加坡建立了一套80万t/a的生产装置,第四套装置在荷兰建立,产能为80万t/a,2012年投产[8]。

UOP/Eni公司借助专有催化剂,在约300℃和0.28~0.41MPa下生产高质量柴油。所得燃料的十六烷值大于80,有优异的调和性质,可与石油基柴油燃料混合使用。同时,还可进一步加氢异构化获得异构烷烃,生产出低温流动性良好的柴油产品[9]。目前该技术已完成了中试研究,预计在美国、印度等推广应用。

2.2.2 油脂与石化柴油掺炼技术

巴西石油公司的H-Bio工艺是以植物油和石化柴油的混合物为原料,在温度340℃~380℃、压力5.0~8.0MPa的条件下,利用Ni Mo/Al2O3或Co Mo/Al2O3催化剂在加氢装置中进行催化转化[10]。植物油中的三甘油酯被转化为线性烷烃,同时副产一定量的丙烷。H-BIO工艺中的植物油转化率可达到95%以上,而柴油质量的改进取决于H-BIO工艺中所使用植物油比例。

此外,加拿大的SRC、美国的Du Pont公司、法国IFP公司、日本筑波大学、中国的清华大学、石油大学(华东)、抚顺石油化工研究院等均开展了植物油加氢或混炼技术的研究,但都处于小试研究阶段。

2.3 费托生物柴油制备技术

费托生物柴油是以农林废弃物为原料,经生物质气化、合成气净化及费托合成等工序制备生物柴油(即第三代生物柴油)。德国Choren公司是世界上生物质合成生物柴油的先驱者,目前已在德国南部的Freiberg地区建成15万t/a的生物柴油装置。英国航空公司与美国Solena集团合作,计划在伦敦东部建设欧洲第一套生物质合成喷气燃料的装置。该装置可使50万t/a废弃物转化成1600加仑绿色喷气燃料,计划于2014年使其机群使用合成出的生物喷气燃料。伍德公司开发出的Bio Tfue L工艺计划在法国建设两套中型装置,用来制备生物柴油和生物煤油。这些装置2012年投运。

2.4 生物柴油技术对比分析

不同的原料,采用的生物柴油生产工艺不同,其产品性质差别也较大。表2列出了生物柴油生产技术综合性对比,表3列出了不同生物柴油理化性质分析。

通过以上对比可以看出,酯交换生物柴油制备技术具有投资小、工艺简单,且产品低硫、无芳,符合清洁柴油发展的方向;但存在产品品质较差、不能与现有炼化企业的后勤设施相结合等问题。加氢生物柴油和费托生物柴油的辅助原料、生产工艺、产品及副产品等与石化企业较为接近,可进行一体化建设或利用已有的后勤设施;产品的热值和十六烷值高、稳定性好,且在生命周期内二氧化碳的排放量也最少,对于产品使用和碳减排都有较大的应用空间。但由于受植物油资源量的限制,加氢生物柴油制备技术应适度发展。农林废弃物等生物质资源量大,供应充足,且气化-费托合成工艺也相对较为成熟,因此费托生物柴油制备技术已成为未来主要的发展方向。

3 生物柴油产业现状及应用

生物柴油产业以其突出的环保性和可再生性,引起世界发达国家尤其是资源贫乏国家的高度重视,目前在全球大范围得到了迅速发展。据F.O.Licht预计,2012年,全球生物柴油总产量约1890万吨,略高于上年的1880万吨。表4列出了世界生物柴油产量分布情况。

欧盟是生物柴油的主产区和消费区,占世界总产量的40%以上。其中,法国产量将达到180万吨,高于上年的140万吨;德国产量将从上年的280万吨降至250万吨;西班牙产量将从上年的62.5万吨降至44万吨。南美2012年生物柴油产量将达到580万吨,高于上年的510万吨。其中,巴西产量将达到240万吨,高于上年的230万吨;阿根廷300万吨,高于上年的240万吨。中北美地区2012年生物柴油产量将达到270万吨,低于上年的300万吨。其中,美国产量将达到250万吨,上年为280万吨。亚洲地区2012年生物柴油产量将达到230万吨,略低于上年的240万吨。

为了严格规范生物柴油的使用和生产,各国根据自身的实际情况,制定了相应的生物柴油标准及优惠政策,从而促进了产业的快速健康发展。表5列出了世界各国生物柴油应用情况。

中国生物柴油研究与开发虽起步较晚,但发展速度很快,部分科研成果已达到国际先进水平。内容涉及油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备,这无疑有助于中国生物柴油的进一步研究与开发。目前我国生物柴油生产能力已超过300万t a,但实际产量只有30t/a~40万t/a,很多企业处于部分停产或完全停产状态,行业发展陷入了困境。为促进我国生物柴油产业的发展,建议采取以下策略:大力发展低成本的原料来源;加快生物柴油生产技术的研发应用;制定生物柴油相关标准和规范;出台积极的生物柴油财税扶持政策;在销售环节给予鼓励等。

4 结论及建议

(1)与美国、德国、巴西等国家相比,我国生物柴油产业发展才刚刚起步,在原料种植和市场培育、技术开发和推广应用、标准制定和财税政策等方面落后,尚未形成可持续的良性循环产业链,致使生物柴油产量较低,满足不了柴油消费市场的供应。因此,我国发展生物柴油具有很大的市场潜力和应用前景。

(2)不同原料,采用不同生产工艺其生物柴油性质差别也较大。但综合来看,加氢生物柴油和费托生物柴油具有热值和十六烷值高、稳定性好等优点,符合未来清洁柴油发展方向,具有较强的市场竞争力。

(3)随着新工艺和新设备的不断发展,生物柴油将有更加广阔的应用前景。企业应根据原料供应规模和特点,选择适宜生物柴油制备技术及附加值高、市场前景好的产品,并结合所处的地理位置、市场需求等因素综合考虑,以最少的投入获得最大效益。

摘要：本文着重介绍了世界各国生物柴油的原料利用、制备技术、产业现状及应用情况,对不同的制备技术、产品质量及生命周期进行了对比分析,并结合实际情况对生物柴油产业发展提出了一些设想和建议。

关键词：生物柴油,酯交换,加氢,费托

参考文献

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[2]史济春,曹湘洪.生物燃料与可持续发展[M].北京:中国石化出版社,2007.

[3]白雯,张春波,张丽静.生物柴油的发展现状[J].广州化工,2008,36(1):4-9.

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[7]John A Petri,Palatin,Terry.Marker.production of diesel fuel from biorenewable feedstocks.US,US20060264684.2006.

[8]钱伯章.生物柴油的现状及其技术进展[J].节能与环保,2007,1:15-18.

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[10]Jefferson Roberto Gomes,Rio de Janeiro RJ.Vegetable oil hydroconversion process:US,20060186020[P].2006.

篇4：青海沙棘产业的发展现状与前景

[关键词]沙棘产业发展现状前景存在问题建议

一、青海沙棘产业的发展现状

青海沙棘产业开发从上世纪80年代算起，从最初的果汁开发到现在的食品、保健品、药品和化妆品行业的多个相关沙棘产品的开发已有二十几年的历史了，回顾二十几年的发展历史，发展现状突出表现为：沙棘作为高寒地区经济树种之一，虽然资源丰富，资源品质优良，但资源开发的方式原始，产业化程度低，企业规模小，产业链尚未形成，产业投入不足，造成了沙棘资源的剩余性浪费，资源利用率很低(据初步测算，青海野生沙棘资源的利用率低于2％)；青海沙棘产品以初级加工为主，如二十世纪八十年代的沙棘果汁和各类沙棘饮料像雨后春笋出现在各个角落，科研和技术开发能力不强，特别是缺乏追踪市场消费趋势和潮流、根据消费者的需求设计和研发产品的能力。技术和市场找不到切合点，资源就难以转化为市场竞争力；缺乏有现代企业经营管理和市场开拓能力的人才队伍，难以将有利于青海沙棘产业发展的各种资源组织和调动起来，无法在国内沙棘产业发展过程中形成自身的特点和优势；青海沙棘资源仍以开发野生资源为主，引进和培育优良高产品种的规模很小，开发分散。从今后产业规模和集中角度来讲，还需加大培育优选高产品种工作。如俄罗斯大果沙棘，单产是我国沙棘林平均产量的7～8倍，省林科所在青海引种俄罗斯大果沙棘成活率很高，但在全省的规模推广才刚刚起步，成功推广的寥寥无几。

二、青海沙棘产业的发展存在的问题

1、潜力没有被挖掘出来。青海沙棘产业开发从上世纪80年代算起已有二十几年的历史，沙棘资源的开发仍然以防止水土流失和改善生态为主要目的，营造的沙棘林也以生态效益型沙棘林为主，以产果为主的高效高产和复合效益(既有经济效益又有生态效益还有扶贫效益)沙棘林营造规模很小，造成这种状况的根本原因是沙棘加工，特别是深加工的规模产业未能形成，沙棘产业尚未进入资源培育和产品市场相互促进的良性循环阶段，青海沙棘资源的潜力远远没有被挖掘出来。

2、行业优势并不大。以沙棘饮料为例，沙棘饮料酸中带甜、野味十足，但是青海沙棘饮料企业不是倒闭就是发展壮大不起来，很难打出市场上叫得响的品牌。从个别企业看，有产品质量问题、有市场开拓能力问题、有经营管理不善的问题(大通沙棘饮料厂最为典型)，但从青海省发展沙棘产业的整体角度来看，沙棘饮料以原料初加工为主，资源消耗大，科技含量低，产品附加值十分有限，在青海高原远离东部沿海饮料消费主市场的地区发展沙棘饮料行业的相对优势并不大。

3、青海的沙棘资源丰富，产果量低。在青海省众多的高原特色生物资源中，沙棘是一种十分独特的资源。全世界95％以上的沙棘资源在中国，根据青海省森林资源调查结果，青海省共有各种沙棘林230多万亩，占全国沙棘资源总量的12％左右。由于沙棘适应性强，栽培管理技术易掌握，已成为我国黄河中游黄土高原及西部贫困地区脱贫致富的一种重要经济植物资源。果实有vc之王之称的沙棘不仅具有防止水土流失的生态效益，其潜在的营养和药用功效，更使沙棘产业成为青海生物技术产业开发中的一大亮点。开发沙棘主要是利用果实和叶，青海的沙棘虽然资源丰富，但是产果量很低，笔者长年从事资源调查工作，发现好多成片的沙棘林产果量低甚至不产果，分析其原因主要是雄株比例过大，影响产果量。

4、没有响亮的品牌。一个企业生产制造的产品标志明显、枪眼亮相，是打开市场的重要手段。长期以来，由于青海地处偏远、经济发展相对滞后，制造的沙棘产品不仅数量有限，而且整体竞争力不高。近些年，食品、保健品、药品和化妆品行业对各种天然沙棘高营养原料和半成品，如沙棘汁浓缩汁、沙棘果粉、沙棘油、沙棘黄酮、沙棘多糖、沙棘黄色素以及SOD等的需求成倍增长，一些国内外知名企业如雀巢公司、宝洁公司、养生堂、天津天狮等都已推出或开发多个沙棘相关产品。然而青海没有一个响亮的品牌。原有的一些品牌如：老爷山牌沙棘果汁、饮料等一夜间说没有就没有了。

三、发展沙棘产业的市场前景

近年来随着对沙棘全方位、多用途研究和开发利用，已显示出沙棘广阔的开发利用前景。开发沙棘，具有良好的生态效益和社会效益。沙棘的生长可以快速恢复植被，减少泥沙，改善生态环境，恢复生物链。种植沙棘林可以促进山区发展经济，帮助农民增加收入，实现社会经济与生态环境的协调和可持续发展，符合发展和谐社会的宗旨。发展沙棘产业使沙棘资源保护和开发并举，有利于农村调整产业结构和经济协调发展。

随着青海省三江源自然保护区的批准和规划实施，国家对退耕还林政策的调整，建设生态大省已成为青海省的历史使命。在青海省产业发展和生态建设的事业中，沙棘这种独特资源必将发挥巨大的作用，目前，青海沙棘产业尚未形成规模开发的现状，蕴含发展的无限商机。青海的沙棘产业发展适逢非常难得的历史机遇。

新型的健康产业将以更高标准更快速度发展。“天然、绿色、营养、保健、方便、休闲”产品备受大众欢迎，沙棘作为天然原料，其极富营养和明显的多种生理和药理保健功能独具优势。青海沙棘生长在海拔2300以上的高原地区，功效营养成分独特，天然绿色，天成纯净，正迎合了新世纪人们对健康产品原料的要求。好多知名企业开发了多个沙棘相关产品。

据水利部沙棘开发管理中心统计，到2004年，以沙棘油和沙棘黄酮等为原料的保健品和药品的市场规模已超过10亿元。在国内，内蒙古、山西、河北、陕西等地的一些沙棘行业企业发展势头良好，国内市场和出口创汇快速增长；在国外，德国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯等国的沙棘企业利用很有限的资源开拓出很大的市场。

在健康产业蓬勃发展的过程中，食品健康化和健康生活化的市场大趋势为沙棘产业的快速成长创造了难得的市场机遇。可以参照外地的成功经验，比如：内蒙古鄂尔多斯市实施了联合国开发计划署(UNDP)援助中国沙棘开发项目、中加沙棘发展合作项目、伊克昭盟荒漠区沙棘种植示范工程、晋陕蒙砒砂岩区沙棘减沙生态建设工程等。截至2005年，沙棘保存面积247万亩，居全国之首，被誉为“中国沙棘之都”。沙棘加工企业委托经纪人收购农民手里的沙棘果、沙棘叶，项目区每年从中人均可增收200多元。寻求了一条生态效益、经济效益、社会效益三统一的沙棘产业化之路。

四、发展沙棘产业的建议

1、合理利用和配置资源。青海省产业发展和生态建设的事业中，沙棘这种独特资源必将发挥巨大的作用，今后结合三江源自然保护区建设和巩固退耕还林成果建设中，建立沙棘产业基地。在沙棘造林中合理配置雌雄比例，沙棘产量最高的雌雄比例应在7:1.8:1之间。在今后的沙棘产业中造林做到这一点。

2、利用青海沙棘的品质优势。青海的高海拔、强紫外线及氧气稀薄等特殊的自然环境，使沙棘等药用植物天生具备抗高寒、抗缺氧、抗疲劳的生物特性，同时也造就了青海动植物优于其它地区生物而具有活性强、药用成分含量高的特点，这是青海沙棘产业发展的优势所在。从沙棘资源调查结果看，青海沙棘资源的特点是分布广、种类多、面积大、生长好、果实质量高，不受污染。这些特点对沙棘产业的发展以及科研工作十分有利。

3、走出去寻找市场机会，通过技术引导市场，集中人才，实现重点突破。青海的沙棘产业企业要做大做强，必须瞄准省外和国外市场。从市场需求出发，适应市场、引导市场的科学技术才能真正转化为生产力。

篇5：秸秆生物质能源的应用现状与前景

题目秸秆生物质能源的应用现状与前景

学 院 机电工程学院

专 业 农业生物环境与能源工程

学生姓名 XXXXX

学 号 XXXXXXXX 指导老师 XXXXXX

撰写时间： 2015年1月11日

秸秆生物质能源的应用现状与前景

摘要：本文对秸秆生物质能源的应用现状、发展前景进行了综述，分析了秸秆生物质能源应用中的相关技术问题，并提出了相关建议，以促进生物质能源的发展和利用。

关键词：能源；秸秆生物质；技术分析

生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体。农作物秸秆是生物质的一个重要组成部分，是当今世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源[1]，在世界能源总消费量中占14%，预计到本世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能源的40%以上[2]，如何让秸秆生物质能源发挥最大的效益，是科学家们重点关注和研究的课题。

1秸秆生物质利用的现状

秸秆生物质具有多功能性，可作为燃料、饲料、肥料、生物基料和工业原料等。秸秆生物质利用主要有三个方面：一是种植(养殖)业综合利用秸秆：秸秆快速腐熟还田、过腹还田和机械化直接还田、生产优质饲料和食用菌。二是秸秆能源化利用：秸秆生物气化(沼气)、热解气化、固化成型、炭化、纤维素制燃料乙醇。三是以秸秆为原料的加工业：生产非木纸浆、人造板材、包装材料、餐具等产品，以及秸秆饲料加工业和秸秆编织业。1.1 国内现状

我国农民对作物秸秆的利用有悠久的历史，秸秆除少量用于垫圈、喂养牲畜，部分用于堆沤肥外，大部分都作燃料烧掉。但随着省柴节煤技术的推广，燃煤和液化气的普及，秸秆大量富余。我国是世界上最大的农业生产国，纤维素生物质资源丰富，总量在12亿t以上。目前，农村秸秆综合利用率仅达到28.7%，与国家《秸秆焚烧和综合利用管理办法》中的年利用率达到60%，力争2015年秸秆综合利用率超过80%的目标要求有很大差距[5]。自20世纪80年代以来，我国生物质能发展迅速，具体表现在：生物质发电从无到有；沼气建设一路高歌；燃料乙醇产量跃居世界第三；生物柴油困境中寻求突破，得以快速发展[6]。1.2国外现状

国外生物质能技术开发是从20世纪70年代末期开始的，现在已有了很大进展[7]。秸秆直燃发电的先进设备已投放市场，热解气化技术也飞速猛进，燃料乙醇等多项技术装备已进入规模化和商品化阶段。丹麦是世界上最早使用秸秆发电的国家。丹麦首都哥本哈根以南的阿维多发电厂建于20世纪90年代，是全球效率最高、最环保的热电联供电厂之一，每年燃烧15万t秸秆，可满足几十万用户的供热和用电需求。在加拿大首都渥太华以北的农业区，每年在收割季节，玉米收割机一边收割一边把玉米秆切碎，切碎的玉米秆作为肥料返到田里。在日本，主要有两种秸秆处理方式：混入土中作为肥料，或作粗饲料喂养家畜。近年日本地球环境产业技术研究机构与本田技术研究所共同研制出从秸秆纤维素中提取酒精燃料的技术，向实用化发展。秸秆在美国的用途很广，可作饲料、手工制品，还用来盖房。有关秸秆与纤维素乙醇的提炼问题，则是秸秆综合回收利用在美国的最新进展[8]。

2秸秆生物质的能源化应用

国内外生物质能利用技术经过20多年的研究和发展，其能源化应用主要有：已经普及的节能灶、小沼气；处于示范、推广阶段的厌氧处理粪便和秸秆气化集中供气技术；处于中试阶段的生物质能压制成型及其配套技术；正在研究中的纤维素原料制取酒精、热化学液化技术、供热发电和燃气催化制取氢气等。可提供的能量主要有电能、热能和交通能源。

2.1电能

世界各国高度重视秸秆发电项目的开发，将其作为21世纪发展可再生能源的战略重点和具备发展潜力的产业。丹麦已建有130多座秸秆发电站，秸秆发电等可再生能源已占该国能源消耗总量的24%，丹麦BWE发电技术也在西班牙、英国、瑞典、芬兰、法国等国投产运行多年，其中英国坎贝斯的生物质能发电厂是目前世界上最大的秸秆发电厂，装机容量3.8万kW；其它如日本的“阳光计划”、美国的“能源农场”，美国有350座生物质发电站，总装机容量达7000MW，提供了大约6.6万个工作岗位，2010年美国生物质能发电达到13 000 MW装机容量；印度有“绿色能源工厂”等，秸秆发电技术已被联合国列为重点项目予以推广。我国的秸秆发电技术虽然起步较晚，但发展较快，国内在建农作物秸秆发电项目136个，分布在河南、黑龙江、辽宁、新疆、江苏、广东、浙江、甘肃等多个省市。根据我国新能源和可再生能源发展纲要提出的目标和国家发改委的要求[9]，至2020年，五大电力公司清洁燃料发电要占到总发电的5%以上，生物质能发电装机容量要超过3000万kw。

2.2热能

秸秆生物质通过液化或固化等方式制造成燃料可直接供热，或是制造成秸秆清洁煤炭等等。秸秆煤炭是一种新型的生物质再生能源，环保清洁，远远低于原煤的成本和市场价格，应用范围极为广泛，可以代替木柴、原煤、液化气，广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉等。但是如何将生物质燃料像煤、煤气和天然气一样在老百姓的生活中普及，还需大力宣传和推广。

2.3交通能源

秸秆的主要成分是碳、氢、氧等元素，有机成分以纤维素、半纤维素为主，其次为木质素、蛋白质、脂肪、灰分等，用秸秆转化的生物燃料如生物乙醇和生物柴油作为交通能源，同石油、天然气和煤等化石燃料相比，最大特点是可再生性和对环境更友好。国际上生物交通能源技术相对成熟，主要路线是：谷物、秸秆、其它植物等发酵生产乙醇一车用油、乙烯、无毒溶剂及上百种化工、原材料产品等；我国秸秆交通能源技术研究虽然起步较晚，但日趋成熟，有些正形成小型规模和商品化。

3秸秆生物质能源化应用技术

秸秆生物质能源化应用技术主要包括秸秆沼气（生物气化）、秸秆固化成型燃料、秸秆热解气化、直燃发电和秸秆干馏等方式

3.1沼气发酵生物法（生物气化）

秸秆生物气化是秸秆在厌氧条件下经微生物发酵而产生沼气和有机肥料的技术工程，可利用稻草、麦秸、玉米秸等多种秸秆，并可与农村生活垃圾、果蔬废物、粪便等混合发酵，原料组合非常灵活，来源充足，有着广阔的发展空间和发展潜力。

秸秆沼气技术分为户用秸秆沼气和秸秆沼气集中供气两种形式。秸秆入池产气后产生的沼渣作肥料还田，提高了秸秆资源的利用效率，气化效率通常可达70%~80%[12|。秸秆沼气技术的工艺流程为：秸秆预处理一堆沤一投料一加水封池一点火试气。由于秸秆中含有大量的纤维素、木质素，导致分解速度较慢，产气周期较长。若将秸秆直接入沼气池进行发酵产气慢、气量少、不经济、难以大面积推广应用[13]引。为了提高产气量，主要应解决预处理技术和发酵菌种及适合秸秆物料特性的高效厌氧发酵反应器研制等问题。沼气发酵的优点：(1)菌种在适合的情况下，发酵及供能速度快。(2)原料简单易得，利用率较高；(3)前期投入少，不需要大型机械和复杂环境。沼气发酵的缺点：(1)建厂条件高，需要配套的小项目多，投资成本高，短期内效益低；(2)小型沼气工程存在产气不稳定及发酵速度慢、相对效率低的问题；(3)大型沼气工程技术要求高，推广难度大。

3.2秸秆气化炉气化法(热解气化)秸秆热解气化是以农作物秸秆、稻壳、木屑、树枝以及农村有机废弃物等为原料，在气化炉中缺氧的情况下进行燃烧，使秸秆在700~850℃的气化温度下发生热解气化反应，产生一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体用于工业发电、热电联产、液体燃料合成、居民集中供气、工业燃气锅炉、工业干燥和采暖供热等方面。秸秆热解气化的优点：(1)秸秆燃烧充分，基本没有烟熏，残余灰烬少；(2)热值高，2 t秸秆的热值相当于1 t煤，燃烧温度高，火力强节省时间；(3)燃烧的火焰温度、热能强度可控制调节，并实现开、关两位操作，使用方便；(4)不受季节约束，可实现不问断供气[14]；(5)不需要辅助能源或化学添加剂。秸秆热解气化的缺点：(1)热解气化过程中挥发出多种有机化合物和焦油，若不加以回收利用，易造成环境污染和二次污染；(2)只利用了单一的可燃气，资源利用率低，且存在～定的安全隐患。经过近20年的努力，我国生物质热解气化技术日趋完善。我国自行研制的集中供气和户用气化炉产品已进入实用化试验及示范阶段，形成了多个系列的炉型，可满足多种物料的气化要求，在生产、生活用能、发电、干燥、供暖等领域得到利用。现已研发出突破性的生物质能源联产综合利用技术，即在气化炉内将生物质材料在限制供氧的条件下燃烧，发生一系列燃烧反应，同时回收产生的气、液、炭和热水。热解产生的气体主要含有甲烷、乙烯、一氧化碳、氢气等可燃性气体，可将其输入燃气轮机发电或直接向用户供气；产生的液体中含有酸类、醇类、酯类、醛类、酢：凭、酚类等多种化学成分，可用作家畜、家禽饲养中的消毒杀菌液、除臭剂，或用作促进作物生长的叶面肥，在有机农作物种植中施用；产生的固体生物质炭经过处理叮作为工业用炭、生活用炭、有机复合肥、肥料缓释剂等；冷却炉体产生的热水可用于工业或民用，这项技术具有良好的推广和应用前景。

3.3直接燃烧法 直接燃烧法是直接将收集的秸秆生物质原料集中、粉碎、干燥后投入锅炉中燃烧发电，可以采用锅炉一蒸汽一蒸汽轮机一发电机的工艺方式，也可以采用热电联供的方式以提高系统效率。该技术基本成熟，已经进入商业化应用阶段。对于秸秆发电厂来说，给料方式主要有两种：一种是切碎给料，一种是整包给料。以6 MW秸秆直燃发电系统为例，该系统采用汽轮机组进行发电，发电效率20%，自用电率10%，碳转化率90%，系统总供电效率18%[15]。直接燃烧法是目前在秸秆生物质能源化利用中最简单方便也是唯一实现规模化应用的方法。但缺点明显：其热效率仅为气化的三分之一，且投资大；由于秸秆燃料中碱金属以及氯元素的含量相对较高，燃烧后将产生较强的高温腐蚀，并引发床料聚团、结渣等问题；燃烧面积大，不能充分利用资源；生物质燃烧过程产生的细粒子影响城市和区域空气质量，降低大气能见度，损害人体健康，甚至影响区域和全球气候。根据国外生物质发电厂运行实绩统计以及我国权威部门测算，生物质燃烧发电成本远高于常规燃煤发电成本，约为煤电的1.5倍。尽管如此，大力发展秸秆发电，不仅可以减少由于在田间地头大量焚烧、废弃秸秆所造成的污染，变废为宝，化害为利，而且对解决“三农”问题、促进经济发展具有重要作用。截至2008年8月底，我国共上马了生物质能发电项目136个，总装机规模220万kW[16]。

3.4液化乙醇法

乙醇作为替代能源，已在巴西、美国、瑞典、中国等得到应用。传统的由玉米秸秆制备乙醇的工艺包括预处理、水解、发酵3个步骤[17]。通过预处理分离木质素等不利于发酵的成分、破坏纤维素的束状结构、提高纤维素水解效率、降低纤维素酶的成本、开发木糖发酵

用的微生物菌种和优化生产过程等，均是生产乙醇的关键。

而最近研究出的木材液化过程中，木质素首先被液化，其次是半纤维素，最后才是纤维素，这就有可能将秸秆中木质素等不利于发酵制备乙醇的成分与纤维素分离，达到秸秆预处理的目的[18]。分离的程度是制备乙醇的关键。利用农作物秸秆为原料生产生物乙醇，同时联产重要的碳四平台化合物丁二酸。丁二酸町生产新型町降解塑料PBS等新材料，有着极其广阔的投资与应用前景。据了解，我国每年约产生1.5亿t玉米秸秆，利用纤维素转化利用技术，可生产1500万t生物燃料及1800万t加工产品，相当于4500万t石油产生的价值。秸秆乙醇项目还可实现真正意义上的纯生物流程生产。其生产过程基本不消耗化学能源，每6 t秸秆纤维大约产生1 t乙醇、1 t二氧化碳，除去损耗的余渣约3.5 t，可代替煤用于锅炉。整个流程将是真正意义上的取之自然、用于自然、回归自然的纯天然过程。

随着技术的不断进步，麦秸、玉米秆、稻草经过生产加工，最终都可以变成能够替代石油的燃料乙醇，可逐步替换目前的石油制品燃料，降低中国过高的原油依赖度，对缓解我国能源短缺、提高农民收入、保护大气环境等均有重要的战略意义。国家发改委宣布：中国将在未来使用更多的非粮乙醇燃料来替代原油，具体包括2010年开始每年使用超过200万t非粮农作物提炼出来的乙醇燃料以及20万t生物柴油，而到2020年分别增加至1000万t和200万。

3.5压块固化燃烧法

植物细胞中除含有纤维素、半纤维素外还含有木质素，木质素是具有芳香族特性的结构单体为苯丙烷型的立体结构高分子化合物，其常温下不溶于任何有机溶剂，但在200~300℃时会软化液化，此时如施加一定的压力可使其与纤维素紧密粘接，并与相邻秸秆颗粒互相胶接，冷却后即可固化成型[19]。秸秆制煤、制炭技术是以玉米、大豆、棉花、水稻等农作物秸秆，以及废弃的花生壳、锯末、杂草、稻壳、树枝等为燃料，在隔绝空气的条件下，快速处理成秸秆炭，经粉碎后，再与粘土和其它粘合剂混合，压制成蜂窝煤型或炭棒型。压块固化燃烧的优点：(1)通过生物质压块机等进行短时间内的转化，非常方便省时；(2)密度大，燃烧时间长；(3)热值高，方便运输和贮藏。压块固化燃烧的缺点：成本较高，尚未能推广用于电厂，多为小范围的供热等。压块固化是极具投资价值的高回报技术。秸秆煤炭应用范围广，可以代替木柴、液化气，能广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉等。根据农业部的目标，2010年，结合解决农村基本能源需要和改变农村用能方式，全国将建成400个左右秸秆固化成型燃料应用示范点，秸秆固化成型燃料年利用量达到100万t左右；到2015年，秸秆固化成型燃料年利用量达到2000万t左右。

3.6其它方法

目前，还有将秸秆通过固态微贮水解预处理和催化产氢即利用氢能并通过氢能发电的研究。4 展望

据专家预测，如果将秸秆利用技术产业化，以50km为半径建设小型秸秆加工厂，那么按秸秆到厂价40元，农民每亩就可增收200元以上；如果我国每年能利用全国50%的作物秸秆、40%的畜禽粪便、30%的林业废弃物，以及开发5%的边际土地种植能源作物，并建设约1000个生物质转化工厂，那么其产出的能源就相当于年产5000万t石油，约为一个大庆油田的年产量，可创造经济效益400亿元并提供1000多万个就业岗位[23]。今后我国秸秆生物质能利用技术将在以下方面发展[24]：高效直接燃烧技术与设备、集约化综合开发利用、新技术开发。希望国家各级政府和部门加快推进秸秆生物质能源综合利用，促进资源节约型、环境友好型社会建设。

摘 要

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篇6：生物产业现状与前景

生物农药研究与应用现状及发展前景

生物农药具有对人畜和非靶标生物安全,环境兼容性好,不易产生抗性,易于保护生物多样性,来源广泛等优点.本研究对近年生物农药研究与应用现状进行了分析,探讨了生物农药研究与应用过程中存在的主要问题,展望了生物农药的发展前景,并提出促进生物农药健康发展的建议.

作 者：纪明山 谷祖敏 张杨 JI Ming-shan GU Zu-min ZHANG Yang  作者单位：沈阳农业大学,植物保护学院,辽宁省生物农药工程技术研究中心,沈阳,110161 刊 名：沈阳农业大学学报  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF SHENYANG AGRICULTURAL UNIVERSITY 年，卷(期)： 37(4) 分类号：S48 关键词：生物农药   微生物农药   抗生素   植物源农药   生物化学农药   转基因生物农药   天敌生物农药