生物燃料論文精選(九篇)
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第1篇：生物燃料論文范文
劉疏桐的名字和地溝油仿佛被捆綁成一個關鍵詞，很多人管他叫“地溝油哥”，他完全不介意，還笑說：“大家提到地溝油都想到我，說明他們知道我在做什么?！?/p>
2011年，“地溝油事件”將“食品安全”炒上熱搜榜時，道蘭環(huán)能的創(chuàng)始人劉疏桐正在“自行車比人多”的國家―荷蘭念書。
他本科在荷蘭讀商業(yè)物流專業(yè)，大三實習去了全球四大快遞公司之一TNT，被分到電動車項目組。在這里，他順理成章地接觸到綠色交通、新能源，并對此產生了興趣。
讀研究生時，他便選擇了能源管理專業(yè)。準備畢業(yè)論文期間，他看到了一則報道：SkyNRG―位于荷蘭的全球第一個商業(yè)生物航空燃料公司，正在將餐廚廢油加工為生物燃料用行。
“報道上說，SkyNRG到中國去采集地溝油，運到歐洲來，給生物航空燃料做原料。”為什么要從中國收購餐廚廢油呢？他帶著疑惑直接找到SkyNRG的相關負責人。剛好SkyNRG對中國市場很感興趣，劉疏桐便以“生物航空燃料原材料、廢棄物在中國的潛力”為題幫SkyNRG做調研，同時完成相關方向的研究生畢業(yè)論文。
畢業(yè)后，劉疏桐留在了這家由荷蘭航空和荷蘭另外一家能源公司合資的企業(yè)，專門做生物能源方面的工作。
其實SkyNRG更關注的是空氣污染問題，研發(fā)生物燃料供應航空等交通領域也是為了降低普通航油等化石燃料對大氣造成的污染。劉疏桐了解到，歐洲幾乎每一輛車都加了生物燃料，“生物燃料本身在歐洲是非常普遍和廣泛應用的一個方案，使用廢棄物比如地溝油所制作的生物燃料單位減排效率可以高達90%，也是最環(huán)保的生物燃料之一。”
傳統生物燃料使用普通油脂比如棕櫚油、菜籽油、大豆油等食用油脂來生產，但直接使用糧食做燃料，在國際上一直受到詬病，所以生物燃料的原料更傾向于使用餐廚廢油等廢棄物，這樣做既可以廢物利用，又能夠達到節(jié)能減排的效果。
然而歐洲的飲食相對清淡，想要在荷蘭本地或周邊收集大量的餐廚廢油比較困難。有兩三年的時間里，劉疏桐的工作便是做亞洲區(qū)的供應鏈、商務開發(fā)，其中一個重要部分便是在中國找地溝油，然后運到歐洲去。
在中國，地溝油不僅是餐廚廢油，更代表了一種對食品安全的威脅。地溝油本是對生活中各類劣質油的泛稱，大部分是剩飯剩菜所提取的餐廚廢油，小部分據稱取自下水道。在煉制過程中地溝油經過一系列化學變化，可能產生致癌物質。食用“地溝油”會導致腹瀉、腹痛，長期食用可能會引發(fā)癌癥，對人體的危害極大。
地溝油在中國發(fā)展出了一條需求相扣的“完美”地下產業(yè)鏈。每天晚上，油販子拉著潲水車去餐廳收購廢油，這些廢油經過黑工廠加工轉化為“食用油”，最終回到餐桌，有的甚至返回到出售潲水的餐廳。
據了解，這種“食用油”的“生產”成本一噸僅在300元人民幣左右，而利潤可以高達10倍。高利潤正是驅使這條地下產業(yè)鏈運轉不息的根本原因。
在為生物燃料收集原料的過程中，劉疏桐越發(fā)意識到地溝油問題在國內的嚴重性，“收集和轉化供應方面都出了問題?！?/p>
如果成熟的解決方案在歐洲可以完美執(zhí)行，在中國何妨一試呢？把中國的地溝油全部做成生物燃料，運用到交通能源體系，既不用把它們運到歐洲，還可以幫助節(jié)能減排，最終還能解決其回流餐桌的問題，這不是個一舉多得的解決方案嗎？
2015年初，劉疏桐停下從國內往歐洲“倒”油的手，回到國內創(chuàng)業(yè)。
他想要做的這件事，涉及環(huán)保、新能源、食品健康等比較敏感的話題，“壁壘比較厚”，牽扯的利益相關方非常多。而且，想要打破地下地溝油產業(yè)這個鏈條，勢必要面臨多方面的阻礙及壓力。
一味地圍追堵截地溝油黑心工廠或者油販子，在劉疏桐看來并非最佳辦法，“光是政府的打壓，成本非常高，而且反彈很大，用可持續(xù)的商業(yè)模式從經濟利益角度來推動，才能徹底解決問題?！?/p>
他有自己的一套邏輯：不跟油販子搶油，跟他們合作。
“我們付他們差不多的錢，把地溝油全都送去做成正規(guī)的生物燃料，首先廢油不會再回流餐桌，此外運送過程需要物流參與，提升了物流供應鏈的可持續(xù)性，物流車還可以使用地溝油制生物燃料進而降低燃料成本。我們把大大小小的餐館和食用油的供應商也拉進來，因為普通民眾更注重食用油的安全性。”
如果他的想法得以實現，參與其中的每一方都能夠獲益：餐館將餐廚廢油賣出，降低了采購食用油的成本，同時廢油可以轉化成具有經濟價值、環(huán)保價值的生物燃料；生物柴油廠得到了原材料，又得到了銷售的渠道；大型的集團物流在不增加成本的情況下，保證了供應鏈的可持續(xù)性；幾百萬噸的地溝油被“消化”掉，食用油企業(yè)多出了大片市場……
“這就形成了一個有機的體系，既保證了廢油的安全處理，又保證了食用油的安全供應，我們暫且把這個體系叫做‘安全油聯盟’?！?/p>
劉疏桐認為，把食品安全、能源、交通、環(huán)保等原本看似不相干的行業(yè)、公司都整合在一起，并且讓每一方都獲益，當社會效益和環(huán)境效益轉化為經濟效益或經濟效益附加值的時候，就會有更多人一起促進社會的改變。
商業(yè)的理念已經成型，接下來重點放在哪里呢？
“提高終端產品價值?！眲⑹柰┙忉專坝玫販嫌妥錾锶剂?，每單位溫室氣體會減排90%，包括二氧化硫等污染物的排放，都將大幅減少。”
雖然國內的轉化技術已經可以將地溝油制生物燃料安全用到汽車、飛機上，但是大眾對生物燃料的認識不夠，“生物燃料質量是否合格”一類的擔憂仍然存在。
劉疏桐從另一個方向去考慮這個問題。在他看來，正是因為大眾對生物燃料的認知不夠，不敢去使用它，導致它的價格非常低，利潤不足以支撐前端收油的成本，這也是地溝油流向地下產業(yè)鏈的一個原因。
道蘭環(huán)能的客戶名單中有一些“世界五百強”企業(yè)，這些企業(yè)對自己的供應鏈包括交通運輸，在環(huán)保方面都有一定的要求，如果能夠幫助它們減少污染排放，提升環(huán)境社會價值，品牌競爭力便會相應提升?！八阅壳拔覐纳虡I(yè)的角度，跟這些大的集團公司合作，為它們提供生物燃料，幫助它們做節(jié)能減排，這些大企業(yè)做好了以后，有一定的示范效應，就可以更大規(guī)模地在社會上進行推動?！?/p>
劉疏桐曾在Ted演講中說道，歐洲不只是注重產品的經濟價值，而且特別關注產品的環(huán)境和社會價值，他們有非常好的鼓勵機制把環(huán)境和社會價值都轉化為經濟價值，體現在產品上?！耙?，生物燃料在歐洲比普通柴油貴20%，為什么還有人去用？”
一方面是環(huán)保意識，一方面是歐盟的倡導，“歐盟對使用生物燃料是有一定硬性要求的?！蹦壳?，國內政府也正在做這件事，“但是它的落地非常差，” 劉疏桐說，“如果我們的方案被政府認可了，由政府進行引導，把地溝油交給我以及我的合作伙伴，就能確保地溝油被安全回收，做成生物燃料，用于比如市政交通或者商業(yè)物流中去?！?/p>
第2篇：生物燃料論文范文
關鍵詞 生物質能源；烤煙；烘烤；應用
中圖分類號 TK6 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）17-0153-03
Abstract To take advantage of the abundant biomass resources in our country adequately，relieving the status of rising costs and curing pollution，this paper reviewed the research progress of the biomass energy in tobacco curing. This study showed that applying biomass energy in tobacco curing benefits the promoting of tobacco quality，debasing the cost of flue-cured tobacco curing and reducing the pollution of curing. Currently the applied forms of biomass energy in tobacco curing included bio-coalbriquette，biomass gasification，biomass briquette and so on，different applied forms showed positive effect，which could be promoted in areas with suitable conditions.
Key words biomass energy；flue-cured tobacco；curing；application
烤煙烘烤是一個大量耗熱的過程，目前烤煙生產上推廣的密集烤房烘烤設備普遍采用燃煤供熱，熱利用率低，煤耗量高，通常1 kg干煙葉煤耗量1.5～2.5 kg標煤，而理論上的耗煤量為0.8 kg，也有研究分析指出，在密集烘烤中，火爐的熱效率為64.95%，烤房熱效率僅為36.08%，總的熱損失達63.92%，能量浪費驚人[1-3]。
愈演愈烈的世界范圍能源危機以及不斷上升的能源價格，使得生產烤煙的成本不斷增加，使烤煙生產的可持續(xù)發(fā)展受到嚴重影響。在此背景下研究烤煙烘烤節(jié)能技術，提高能源利用效率，尋找烤煙烘烤能源替代途徑，降低烤煙生產成本成為烤煙烘烤研究的一個重要課題。目前，此方面的研究主要集中在烘烤設備、烘烤工藝以及新型能源烘烤燃料開發(fā)等方面，其中新型能源烘烤燃料中的生物質能源因其本身可再生性、低CO2排放、幾乎不排放SO2、廣泛分布性、使用形式多樣、生物質燃料總量豐富等特點成為當下研究的一個熱點，有望成為烤煙烘烤傳統能源的有效替代品[4-5]。
1 生物質能源概述
生物質能源是植物通過光合作用將太陽能儲藏在有機物中的一種可再生能源。每年全球積累的生物質總量達1 730億t，蘊含的能量相當于目前全球總能耗的10～20倍[6]。據報道，生物質能已上升為僅次于化石能源煤、石油和天然氣之后的第4位能源，占世界一次能源消耗的14%[7]。與傳統直接燃燒方式相比，現代生物質能源的利用更多的是借助熱化學、生物化學等手段，通過一系列先進的轉換技術，生產出固、液、氣等高品位能源來代替化石燃料，為人類生產、生活提供電力、燃氣、熱能等終端能源產品[8]。在生態(tài)環(huán)境保護方面的研究發(fā)現，提供相同能量，煤的S和NOx排放量分別是秸稈的7.00倍和1.15倍，用1萬t秸稈替代煤炭能量，煙塵排放將減少100 t[9]。生物質能源作為一種可再生的低碳能源，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ拈_發(fā)利用對于建立可持續(xù)能源系統、促進國民經濟發(fā)展、保護生態(tài)環(huán)境具有重大意義。
2 生物質能源在烤煙烘烤上的應用研究
我國擁有居世界首位的生物質能源產量，年產農作物秸稈、谷殼等總量約14億t，如開發(fā)用于燃燒，可折合7億t標準煤[10]。以安徽省為例，每年農作物秸稈總產量5 000萬t左右，如果能開發(fā)利用其中的1/3轉化為燃料，即可消耗秸稈1 700萬t，約相當于建立2座年產500萬t的大型煤礦[11]。目前，烤煙烘烤上研究應用的生物質多為農作物秸稈，應用方式主要有生物質型煤、生物質氣化、生物質壓塊等，應用效果較為理想。
2.1 應用方式
2.1.1 生物質型煤。生物質型煤是指在破碎成一定粒度的煤中加入一定比例的秸稈等可燃生物質和添加劑后由高壓成型機壓制成型的潔凈能源產品。其充分利用煤和生物質各自的優(yōu)勢，具有節(jié)煤和生物質代煤的雙重作用，與原煤燃燒相比，生物質型煤是提高燃燒效率和減少污染的有效方法之一，目前已進入商業(yè)化生產階段[12]。
孫劍鋒等[13]利用煤和廢棄的植物莖桿生產出與烘烤設備外形、尺寸大小相配套的生物質型煤。其在使用過程中容易實現配風的精準控制，進而實現與密集烤房控制系統的配套，且生物質型煤在燃燒過程中著火大小容易控制，生火及升降溫速率均較快，能更好地滿足烤煙烘烤工藝的需求。向金友等[14]研究秸稈與煤不同配方壓塊燃料在烤煙烘烤中的應用，結果發(fā)現80%秸稈+20%煤混合壓塊代煤烤煙完全可行。
2.1.2 秸稈煤。秸稈煤是一種新型蜂窩煤燃料，沒有煤的加入，以青蒿、煙、玉米等農作物秸稈以及廢棄的樹木枯枝、雜草、鋸末、稻殼等生物秸稈為原料，不需粉碎，在厭氧條件下碳化6～8 h，利用秸稈自然進行分解形成生物質碳，再加入黏土和其他粘合劑混合后形成。
郭保銀[15]研究發(fā)現各種秸稈碳化率平均約為50%，而通過加配方后，常規(guī)秸稈等材料2 t可生產2 t秸稈煤，其秸稈煤代替煤炭烤煙的技術研究結果表明秸稈煤易點火、燃燒效果好、升溫快而且無黑煙和異味，滿足烤煙工藝要求，其代替煤炭及其制品在密集烤房中應用是可行的，可以進行大范圍示范。
2.1.3 生物質氣化。生物質氣化是采用生物質氣化發(fā)生裝置將生物質原料在厭氧狀態(tài)下燃燒轉化為由氫氣、一氧化碳、甲烷等組成的可燃氣體。生物質氣化方式在烤煙烘烤中的應用相對較多，生物質氣化烤煙系統開發(fā)設計相對成熟。楊世關等[16]研究設計了一套新型烤煙設備，主要是以生物質燃氣為能源，將間接換熱與直接換熱緊密結合，該系統的能源利用率及煙葉品質都較傳統間接換熱式烤房有顯著提高。飛 鴻等[17]以廢棄煙桿、煙梗以及各類農作物秸稈為原料采用生物質氣化發(fā)生裝置通過燃氣發(fā)生爐進行厭氧燃燒使其熱解出可燃氣體，經管網送往各烤房實現自動控制烘烤煙葉。
2.1.4 生物質壓塊。在壓強為50～200 Mpa、溫度為150～300 ℃、或不加熱或不加黏結劑的條件下，先將木材加工剩余物及各種農作物秸稈等粉碎成一定粒度，再壓縮成塊狀、棒狀、粒狀等具有一定密實度的成型物[18]，故又稱為生物質固體成型燃料。目前，此燃料在烤煙烘烤中的應用研究較為廣泛。
張聰輝等[19]研究不同清潔能源對烤后煙的化學成分、質量感官以及經濟效益的影響，其中生物質燃料為2012年煙桿壓塊能有效降低烘烤成本，提高烘烤效益，替代煤炭為主要烘烤燃料有較大的潛力。王漢文等[20]用稻殼和玉米秸稈壓塊成燃料進行試驗，將其放在AH密集烤房進行燃燒，能降低烤煙生產成本、滿足烘烤的工藝要求、改善煙葉內在品質。王文杰等[10]以花生殼為原料加工的生物質壓塊為供試燃料，研發(fā)了配套的生物質壓塊燃燒爐，研究生物質能源在烤煙烘烤中的應用效果，生物質壓塊及燃燒爐不僅能替代以煤炭為燃料的普通立式爐用于煙葉烘烤，而且能夠顯著降低煙葉烘烤成本、提高煙葉烘烤質量。倪克平等[21]研究生物質壓塊燃料在煙葉烘烤中的應用效果，其中生物質壓塊燃料是以木材加工的鋸末為主原料，添加輔助化工原料后，用攪拌機攪拌成均勻的混合原料，將混合原料通過壓塊成型機壓制成直徑為2 cm的圓餅，配備自動添加燃料的整套專用燃燒爐，研究結果表明：生物質壓塊用于煙葉烘烤可以充分調控烤煙烘烤工藝，降低烘烤成本，節(jié)能減耗，提高烤后煙葉品質。譚方利等[22]關于生物質壓塊燃料以及煤炭燃料在烤煙烘烤中的應用效果對比研究表明生物質壓塊用于烤煙烘烤是可行的，但對于燃料添加技術要求較高。
2.2 應用效果
生物質能源在烤煙烘烤中的不同應用形式對烘烤效果的影響均較好，節(jié)能減排的同時有利于提高烤后煙葉的質量。與原煤相比使用生物質型煤烘烤煙葉，生產1 kg干煙可節(jié)約用煤約0.15 kg，每爐煙葉可節(jié)約用煤50 kg以上，節(jié)能效果顯著，而且生物質型煤中煤矸石含量為零[13]。使用秸稈煤烤煙對烤后煙葉內在化學成分無不良影響，而且能夠降低上部葉煙堿含量，提高上部煙葉還原糖含量，氮堿比更加協調，香氣量充足，香氣質好，余味明顯改善，雜氣減輕，刺激性減少，評吸結果較好，有利于提高煙葉內在品質[15]。飛 鴻等[17]的研究中生物質氣化烘烤與傳統的燃煤烘烤相比，煙葉的內在品質得到一定的改善。感官評吸結果表現為生物質氣化烘烤的煙葉其雜氣、香氣質、干凈度均優(yōu)于煤炭燃料烘烤的煙葉，而且回味、勁頭、濕潤上也表現出一定的優(yōu)勢。采用秸稈壓塊燃料烘烤，能降低煙葉中含氮化合物含量，提高煙葉中總糖、還原糖，有利于改善煙葉化學成分的協調性[20]。譚方利等[22]的研究中生物質壓塊燃料與煤炭相比烤后煙葉上等煙比例提高了2.3個百分點，青黃煙、微帶青煙、雜色煙比例分別下降了0.99、0.81、1.53 個百分點。
2.3 應用成本
由于烤煙烘烤中應用的生物質原料主要是廢棄的秸稈，來源廣泛、價格低廉，因此利用生物質能源燃料降低烤煙烘烤成本效果顯著。生物質型煤的應用加上固硫劑、粘合劑以及加工成本，比同等發(fā)熱量的原煤成本低100元/t左右[13]。秸稈煤在酉陽縣烤煙烘烤上的應用，按當地生產水平以及市場煤炭價格計算，烘烤煙葉1 875 kg/hm2，使用秸稈煤烤煙可降低成本約750元/hm2，以此測算，若在該縣進行推廣應用，每年可節(jié)約煤炭1.8萬t，全縣煙農增收480萬元[15]。飛 鴻等[17]利用生物質烘烤煙葉的研究中采用的生物質氣化發(fā)生裝置上料系統、流量控制系統、除渣系統均為自動化系統，烤房數量增加到100炕也只需要2人控制，自動化程度高，在大規(guī)模烘烤中將大大降低勞動成本。生物秸稈壓塊在烤煙烘烤中的應用成本以安徽省為例，生產干煙葉2 062.5 kg/hm2（1 875～2 250 kg/hm2），需煤炭275 kg（以500元/t計），計2 062.5元/hm2；需秸稈壓塊206.25 kg（以400元/t計），計1 237.5元/hm2，降低成本825元/hm2[20]。譚方利等[22]的研究中應用生物質壓塊燃料與煤炭燃料相比1 kg干煙成本降低0.1元。
3 結語
烤煙烘烤大量耗熱且熱能利用率低，傳統燃料煤炭在烤煙烘烤中的應用帶來環(huán)境污染的同時，由于燃料資源的緊缺烘烤成本不斷增加。把我國豐富的生物質能源應用在烤煙烘烤中既能充分利用資源同時也有望解決烤煙烘烤面臨的問題。
生物質能源在烤煙烘烤中的應用研究表明其可以代替煤炭燃料，而且具有清潔、能提高烤煙品質、降低烘烤成本的優(yōu)點。生物質能源在烤煙烘烤中的不同應用形式中生物質型煤的原料中只是減少了煤的用量加入部分生物質，秸稈煤加工過程中的厭氧條件碳化工藝相對復雜，而生物質氣化裝置包括氣化爐、儲氣罐等，與烤房配合烘烤專用設備復雜，建成后更適合大規(guī)模烘烤。其中生物質壓塊研究相對較多，工藝較成熟簡便。生物質壓塊加工生產線及配套設備的開發(fā)研究中早在2010年姚宗路等[23]針對生物質壓塊過程中存在的系統配合協調能力差以及生產率低等問題研發(fā)設計了有強制喂料系統的成型機以及配套設備，可實現自動化大規(guī)模的生物質壓塊生產。生物質壓塊方式制成的生物質原料可以直接應用于烤煙烘烤，基本上不需要對烤房、烤爐等進行改造，應用方便。生物質能源的利用形式中生物質發(fā)電是我國目前對生物質能源應用最為廣泛和普通的方式，但其在烤煙烘烤中的應用研究相對較少，是以后生物質能源在烤煙烘烤中的應用研究的一個方向[24-25]。當下的研究表明，烤煙烘烤中的傳統燃料煤炭可以用生物質壓塊代替，應用效果較好且成本低，可以在烤煙生產上進行示范推廣。
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第3篇：生物燃料論文范文
Fuel Cell Micro-grids
2009
Hardback
ISBN 9781848003378
Shin’ya Obara著
燃料電池技術作為一種新型發(fā)電技術引起了越來越多人的關注,技術水平也得到了很大發(fā)展,本書介紹了由燃料電池及其它發(fā)電裝置構成的分布式發(fā)電機組所組成的微電網的相關技術,作者Shin’ya Obara為日本苫小牧國家科技學院的教授,JSME,ASME,IEEE等多個學會成員,是《The Open Fuels and Energy Science Journal》,《Journal of Computational Science and Technology》,《International Conference on Electric Power and Energy Conversion Systems》,《Applied Mathematical Modeling》等多個雜志審稿人,出版著作17本,發(fā)表科技論文100多篇。
本書分為13章。1.考慮部分負荷及負荷波動的小型燃料電池熱電聯供系統,介紹了系統的組成與布置、能量平衡與目標函數、能量輸出特性等內容;2.燃料電池供能網絡最小成本優(yōu)化配置方案,介紹了系統方案、熱水管路系統釋放熱能的數量、能量平衡、成本計算與目標函數、分析方法與案例研究、分析結果等內容;3.分區(qū)協作管理模式引起的發(fā)電效率的提高,介紹了系統布置、微電網的發(fā)電效率、電力需求模型、分析方法并進行了案例研究,對分析結果進行了討論;4.采用負荷平衡及放熱損失方法考慮減小燃料電池容量的燃料電池供電系統,介紹了負荷平衡和燃料電池的布置方案、分析方法并進行了案例分析;5.柴油發(fā)電裝置與燃料電池混合互聯微電網的設備布置方案,介紹了微電網模型、混合互聯微電網模型、設備布置、混合互聯微電網運行方法、柴油發(fā)電機特性與質子交換膜型燃料電池特性、系統分析方法并進行了案例研究;6.分布式燃料電池廢熱的有效利用分析法,介紹了熱水管路放熱的途徑與數量、熱能平、熱水管路系統放熱的數量、燃料電池發(fā)電與供熱特性、能量需求方式與燃料電池容量,并進行了案例分析,對分析結果進行了研究;7.寒冷地區(qū)獨立房間燃料電池的負荷相應特性,介紹了系統布置、每部分裝置的時間常數、分析方法、分析結果與討論;8.可以控制裝置數量的燃料電池微電網的負荷響應特性,介紹了微電網的電能質量、系統中各配置裝置的響應特性、控制變量與分析方法、微電網的負荷響應特性;9.質子交換膜燃料電池與木質生物質發(fā)電機混合微電網動態(tài)特性,介紹了系統方案、質子交換膜燃料電池與斯特林發(fā)電機的控制響應特性、該混合微電網動態(tài)特性分析結果;10.考慮到部分負荷運行時效率TIGA的燃料電池與氫發(fā)動機混合系統,介紹了系統方案、設備特性,該混合系統的電力與熱能輸出特性,案例分析與結果討論;11.氫氣化城市煤氣發(fā)動機與燃料電池混合微電網二氧化碳排放分析,介紹了系統方案、設備特性、案例分析與結果討論;12.帶太陽能重整裝置的燃料電池系統的快速運算法則的發(fā)展,介紹了系統方案、能量與質量平衡、該系統的動態(tài)運行預測、案例分析與結果討論;13.燃料電池與風力發(fā)電機微電網的功率特性,介紹了微電網模型,系統布置設備的響應特性,控制參數與分析方法,微電網的負荷響應特性。
本書結構清晰,表述深入淺出,理論分析之后都有相應的案例分析,有利于對所述內容的理解。該書既可以作為電力相關專業(yè)本科生或研究生的教科書,也可以作為相關領域研究人員的參考資料。
論立勇,博士生
(中國科學院理化技術研究所)
第4篇：生物燃料論文范文
目前世界食品價格上漲緣于供求關系的新變化。需求方面，人均收入逐步提高，城市化與生物燃料補貼等使農產品需求不斷擴大；供給方面，生產率增長緩慢、存貨偏低、氣候變化等帶來供給不足。這一供求關系變化導致了近期世界農業(yè)格局失衡與農產品價格飛漲。
統計顯示，自2000年以來，小麥價格上漲逾3倍，棉花與大米價格上漲逾2倍；即使考慮到美元貶值的影響，價格上漲仍很顯著。2008年1月，中國CPI同比增長7.1％,創(chuàng)11年來最高水平；2005年與2006年兩年間，食品價格上漲占總體CPI不足一半，但2007年這一影響卻高達85％。
世界各地農產品的高價格近期不會下降。我們的分析顯示，谷類與肉制品價格仍會很高，雖然目前的峰值不會持續(xù)很久，但大米、小麥、玉米價格2015年較2006年將上漲20％，牛肉、豬肉與家禽產品的價格預計也將在未來十年上漲10％。
――農產品供求關系改變帶來食品價格上漲。
第一，食品總需求逐漸增加。今天的世界農業(yè)體系很大程度上是需求驅動的。隨著全球化與城市化的發(fā)展，人們收入逐步提高，農產品需求也將逐步增加，尤其是高價值產品。預計到2015年，世界谷物類需求將增加20％，到2050年，亞太區(qū)的谷物需求量將增加三分之一，撒哈拉以南非洲國家將增加3倍。而中國由于動物飼養(yǎng)，谷物需求也會翻一番。2050年，大米、玉米類谷物的人均消費量將分別下降18％和35％，與此同時，肉制品需求異常旺盛，尤其是家禽和牛肉。預計到21世紀中期，家禽類肉制品的人均需求量將增加三倍，牛肉將增加兩倍以上，奶制品也會持續(xù)增加。
第二，能源價格與生物燃料推廣擴大了農產品需求。與2005年相比，2020年玉米與油籽價格由于生物燃料的推廣將提高26％與18％。而生物燃料對能源的可替代效應，使農產品價格與能源價格的相關度越來越高，因此，能源價格不穩(wěn)定可能會引致食品價格更加劇烈的波動。
目前，很多國家都在期待第二代生物燃料科技的出現，謀求向第二代能源的跨越。第二代生物燃料科技能緩解生物燃料與食品對糧食的競爭，但其應用仍有待時日。為保障食品供給，中國僅適度采納了生物能源發(fā)展計劃。而未來，利用非糧食原料、廢棄物以及非可耕種土地來獲得乙醇燃料將成為可持續(xù)的戰(zhàn)略選擇。
第三，水資源短缺影響農業(yè)生產。世界水資源日益匱乏，需求卻逐漸增大，已經威脅到糧食生產用水。農業(yè)正在與工業(yè)、日用、環(huán)境保護等爭奪有限的水資源。在干旱地區(qū)，水資源已從灌溉逐漸轉向其他用途。地下水逐漸減少，生態(tài)水污染加重，新的水資源的開發(fā)成本也越來越高，水資源的需求卻依然在增加。
要解決糧食用水短缺問題，需要從三個方面進行改進：其一，興建基礎設施以提高灌溉用水的供給；其二，節(jié)約用水，通過水資源管理與政策改進提高現有用水系統的效率；其三，加強農業(yè)技術研究，提高單位耕地上單位用水的作物產量。必須從技術、管理與制度層面共同改進灌溉系統。
第四，氣候影響農產品生產。氣候變化對農業(yè)生產的影響有很大不確定性，但在全球范圍內，人們逐漸一致認為，全球農業(yè)產量可能由于氣候變化而減少，發(fā)展中國家將經歷最為嚴重的生產損失和不斷擴大的食品短缺。為適應氣候變化而采取必要的政策措施，能夠減少氣候的負面影響。
發(fā)展中國家也采取了一些可行的緩沖策略，而以下三個方面仍需注意：首先，在“后京都協定”時期，需對國際環(huán)保責任進行新一輪更加全面的談判；其次，應積極參與碳排放交易規(guī)則的制定，目前發(fā)展中國家采取禁止砍伐與提高土壤碳積累等方式減少碳排放量，還未得到承認；其三，改變運營規(guī)則。大多發(fā)展中國家的小農戶與小林戶都面臨過高的交易費用。土壤中吸收的碳將與糧食生長產生競爭，進而導致食品供應短缺與糧價上漲。
第五，農產品生產率增速緩慢影響供給。全球農產品生產反應緩慢，無法滿足需求的高速增長。世界大多數地區(qū)的全要素生產率年均增速僅為1.3％，中國為2％。2000年到2006年間，谷物類供給增長僅8％。
提高農產品產量需依賴科技進步，但由于耕地與水資源的緊張以及大多數國家近年來對農業(yè)創(chuàng)新投資的忽視，供給對高價格的敏感性被削弱。即使在農產品價格飆漲的今天，很多農產品產量較大的國家和地區(qū)，其增速依然緩慢。事實上，全球公共農業(yè)研發(fā)費用的增速在放緩，尤其是發(fā)達國家。在中國、巴西、印度的帶領下，很多發(fā)展中國家開始承擔更多的公共農業(yè)研發(fā)支出，然而，投資量仍然不夠，仍需依靠發(fā)達國家的科技外溢。
――食品價格上漲影響低收入人群與小農戶。
農產品價格上漲對不同國家、不同人群的影響不盡相同。凈出口國家將得益于貿易條件的改善，而凈進口國家，如印度、埃及，必須在滿足國內食品需求與提高補貼以使國內消費者免遭高價沖擊之間艱難抉擇。中國是世界上最大的谷物生產國，卻是谷物的凈進口國，并且額度還在不斷攀升。
受食品價格上漲沖擊最大的人群是貧困群體。極少數食品凈賣者可得益于糧價上漲，但大部分貧困家庭作為凈買者不可避免受到負面影響。食品價格上漲將加劇貧困群體不平衡的飲食結構，使其短期甚至長期健康受到威脅。貧困群體需花費50％到60％的收入維持生存，而對于人均日開支1美元的五口之家來說，食品價格上漲50％就意味著每天5美元的預算至少縮水30％，而能源價格的上漲更加重了他們的負擔。
小農戶試圖借高價值食品的機會獲得收益，但很多因素都構成了障礙。例如，市場進入壁壘較高，其距離中心市場較遠，缺乏組織以及信息不透明，食品加工商與零售商對食品安全與質量的要求提高等。各地區(qū)與大洲之間的農產品系統整合日益受到跨國公司影響，2004年到2006年間，十大食品零售商的銷售量增長40％以上，而食品加工商與生產商的銷售增量分別只有13％和10％。在許多國家，小農戶與農產品連鎖廠商之間的規(guī)模差距也日益明顯。對此，需要制定新形式的合約，建立新的合作方式，以克服小農分散經營的弱點。
――應對全球農產品供需關系變化的策略。
目前世界農業(yè)處境并不樂觀，正面臨前所未有的挑戰(zhàn)，包括中低收入國家農村地區(qū)的長期貧困，高食品價格對日常生活的影響，以及全球性合作缺乏等。由此，需建立一套新型的合作與調節(jié)機制，這需要美國、歐洲、中國、印度、巴西、聯合國等有關機構、基金會以及私人企業(yè)和全球性研究機構都參與其中，共同對以下四個問題進行討論，而中國在這四個問題上都可發(fā)揮重要作用：
第一，發(fā)達國家減少貿易壁壘與農業(yè)補貼，以應對價格變化；停止對生物燃料生產的補貼；各國更多進行自由貿易，共同分擔食品短缺的風險與機遇。
第二，發(fā)展中國家加大農業(yè)基礎設施投入，完善市場制度，減少政府干預，保持貿易自由。
第三，國際農業(yè)研究磋商組織與各研究機構加大對農業(yè)科技研發(fā)的投入，提高農業(yè)生產對價格上漲的敏感性，進一步提高農業(yè)生產率。
第5篇：生物燃料論文范文
論文關鍵詞：生物質；供應物流；組織結構；交易成本理論
1引言
生物質能資源包括農作物秸稈和農業(yè)加工剩余物、薪材及林業(yè)加工剩余物、禽畜糞便、工業(yè)有機廢水和廢渣、城市生活垃圾和能源植物，可轉換為多種終端能源如電力、氣體燃料、固體燃料和液體燃料。
生物質能生產涉及生物質原料的收集、運輸和存儲等一系列物流過程，而物流的成本一般占生物質能產品生產成本的50—70％。在現實中，生物質原料供給數量、供給時間、質量成本、物流服務等常因自然條件、人為因素而波動較大，使能源企業(yè)面臨原料供給的很大不確定。當前我國的許多以甜高粱、木薯等為原料的生物質能源生產企業(yè)正陷入原料供應不足的困境，有的項目甚至暫時停產或半途而廢。
要解決當前存在的生物質供應困境和因眾多不確定性因素的影響，除政府政策支持外，關鍵是要創(chuàng)新生物質能產業(yè)組織，尤其要建立有效的生物質供應物流組織體系，協調供應鏈中能源公司和廣大提供生物質資源的農戶之問的利益和風險。
國內許多學者開展了農業(yè)產業(yè)組織的研究，主要集中于定性方面的研究，但已有的研究沒有體現出生物質能供應鏈的運作特征。在生物質能供應鏈協調方面，東南大學張永博士已開展了一些前期研究，國外的一些學者開展了關于生物質能產業(yè)組織方面的調查和研究。VanLoo和Koppejan認為組織的適應性能有效解決技術領域的問題，通過有效的組織契約設計能保證生物質的質量而提高非柔性生產技術的效率。KlrstiDautzenberg和JonHart0討論了德國生物燃料產業(yè)的組織、機會和挑戰(zhàn)，指出能源公司是區(qū)域生物質能產業(yè)鏈的創(chuàng)立者或發(fā)起者，為了確保高額投資和生物質供給安全，能源公司必須引入和設計合適的供應鏈管理機制，實現供應鏈的協調。他們認為要實現供應鏈協調，需要依靠契約或利潤分享機制，而不是依靠生物質的現貨交易機制。
總的來說，國內外對于生物質能供應鏈的研究尚未完全展開，而對于生物質供應物流組織的調查、比較分析還十分缺乏。本文從交易成本的角度，分析不同組織形式下的生物質供應物流，試圖構造出一個符合我國實際情況的有效的組織形式，并為促進我國生物質供應物流的組織化提供對策建議。
2交易成本理論
生物質供應不確定的根源來自能源企業(yè)對生物質原料的剛性需求與農業(yè)生產中剩余生物質和能源作物的柔性供給之間的矛盾。作為治理結構存在的市場與組織對各交易主體產生影響，交易費用發(fā)生變化，從而改變生物質供需平衡。根據不同的治理結構來選擇不同的交易成本，可以節(jié)省交易成本。交易成本理論為市場與組織的效率提供了一個可供操作的判斷標準。
交易成本經濟學認為，組織的本質就是出于對交易成本的節(jié)省而對市場的替代，經濟組織的核心就在于節(jié)約，不同的交易對應不同的交易成本。交易成本包括建立交易關系，搜尋信息，進行討價還價談判，訂立契約條款所花費的直接成本，還包括由于機會主義行為而產生的如監(jiān)督和實施契約條件的費用及不履行契約所帶來的產出損失所造成的間接成本。
3現有生物質供應物流組織結構分析
3．1現有組織形式
能源公司解決生物質資源供應一般可由三種途徑：(1)能源公司直接從現貨市場采購；(2)通過簽約經濟人，讓其采購；(3)通過與廣大農戶建立供應契約，采用能源公司+農戶的模式。如圖1所示。
考慮我國的實際情況，普遍采用的是“能源公司+農戶”和“能源公司+中介組織+農戶”的模式。
“能源公司+農戶”組織結構的運行特點是：通過雙方事前簽訂的契約，農戶生產生物質，企業(yè)負責生物質的收購、加工與銷售，并提供相應的服務。
“能源公司+中介組織+農戶”的運行方式是農戶負責生產生物質，公司負責生物質的儲存、加工，中介組織則充當中介，主要負責生物質的收購。企業(yè)與農戶之間的契約被分解成企業(yè)與中介組織、中介組織與農戶契約之和。
目前我國農村生物質燃料產業(yè)的“公司+農戶+中介組織”式還不成熟。如江蘇國信如東生物質發(fā)電有限公司，公司和農戶，以及中介組織之間以簡單的方式進行利益聯結，鮮有合同形式的保障。這些中介組織有的是生物質企業(yè)自建的，如國信公司，已在如東縣設立了50多個秸稈收購點，今年又在鄰近的通州、如皋、海安等縣市增設了30多個收購點，每個收購點對應地建立一只經紀人隊伍。也就是所謂的中介組織。有的中介組織是受生物質燃料企業(yè)委托，進行簡單的收購業(yè)務。
3．2不同組織形式交易成本分析
(1)“能源公司+農戶”。這種組織形式存在內在的不穩(wěn)定性，實踐也證實了這一點，其生存時間并不會一直延續(xù)。造成不穩(wěn)定性的原因主要是由于契約約束的脆弱性、組織有效協調的困難以及較高的交易成本。交易成本經濟學認為，契約約束和有效協調需要依靠仲裁機構(如法院)等利益中立的第三方進行協調，但協調成本極高甚至不可能。如果農戶違約，生物質生產企業(yè)求助于仲裁機構需要花費訴訟費用，收益卻只是單個農戶的有限賠償，收益難抵成本；相對應，如果企業(yè)違約，農戶訴訟費用較企業(yè)違約賠償要高，得不償失只好忍氣吞聲。公司與農戶雙方的約束力弱，使得“公司+農戶”這種組織形式極其不穩(wěn)定。同時由于農戶數量眾多，企業(yè)如果分別跟每個農戶進行交易，交易頻率太高，交易費用增加，總成本隨之增加，對于生物質生產企業(yè)而言，這種組織形式效率低下，成本高。
(2)“能源公司+中介組織+農戶”。表面上看，“企業(yè)+中介組織+農戶”的簽約較“企業(yè)+農戶”要復雜，然而作為中介的組織大大增強了此種組織形式的穩(wěn)定性。企業(yè)與農戶直接簽約時契約的數目等于農戶的數量，而且還要監(jiān)督每一份契約的履行，監(jiān)督面寬且分散，履行和監(jiān)督成本更高，中介組織作為農戶的群體組織，減少了企業(yè)的簽約數目，也簡化了契約履行的線路，降低了風險值，監(jiān)督費用也會相應降低。
“企業(yè)+中介組織+農戶”作為生物質市場組織形式不僅降低了交易成本，而且節(jié)約了簽約、執(zhí)行和監(jiān)督簽約的成本，穩(wěn)定性得到加強。但在另一方面，由于契約不完全，中介組織不能制約農戶的毀約行為，企業(yè)也不能完全制約中介組織簽約后的機會主義行為，這種組織形式依然存在治理缺陷。
4“能源公司+第三方物流+農戶”供應物流組織結構及建設策略
現存的生物質供應物流組織結構還存在很多不規(guī)范的行為，企業(yè)收不到生物質燃料，影響生產的事情時有發(fā)生。通過對農戶調查結果，發(fā)現影響農戶參與回收的幾個因素：a．經濟利益方面．b．物流服務方面；c．契約合同方面。第一種誘因是直接經濟利益方面的，更高的價格或者更好的福利和保障，是促使他們出售生物質的直接動因。第二類誘因是物流組織結構方面的，更全面到位的服務和適當的技術支持，很大一部分層面上能促進農民生物質的出售。第三種利益誘因是契約合同方面的約束和補充，穩(wěn)定的銷路和價格，牢固的合作關系，較低的風險是農民希望看到的一個方面。
4．1“能源公司+第三方物流+農戶”組織結構
根據上文的分析，結合第三方物流的優(yōu)勢，本文提出構建生物質供應物流的“農戶+第三方物流+能源公司”的組織結構形式，該組織形式的制度安排及其運作方式如下：
(1)在制度安排上，“能源公司+第三方物流+農戶”模式中，農戶負責日常生物質原料的收割、打捆、臨時存儲；第三方物流企業(yè)負責生物質的收購、粗加工、裝卸運輸、儲存；公司則負責對生物質的精加工，最終用于發(fā)電。
(2)在運作上，首先生物質公司根據市場需求預測，通過契約與第三方物流企業(yè)規(guī)定生物質原料生產的數量、主要品質和一些基本技術指標；接著，第三方物流企業(yè)根據農戶的分布生產規(guī)模，以及收購成本等各因素，確定簽約農戶，與農戶簽訂收購合同。農戶根據合同的要求，對成熟的生物質原料進行收割等活動。
比起前兩種組織形式，“能源公司+第三方物流+農戶”的組織形式具有資產專用性高、交易不確定性和交易頻率低的優(yōu)點(參見表1)。
(1)資產專用性。第三方物流企業(yè)比傳統的中介組織的資產專用性更高，第三方物流投入了加工、存儲設備等資產，若在這個期間內關系契約遭到破壞，則資產提供者首先面臨著投資無法回收的困境。因此有效的減少了第三方物流簽約后的機會主義行為。
(2)交易不確定性。此種組織下的物流運作模式，企業(yè)、第三方物流、農戶都能夠合理分工，充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢。第三方物流企業(yè)承擔著系統功能集成的功能，要承擔集成的職能則必須借助于各種先進的信息技術和手段。通過第三方物流公司的先進技術，克服生物質原料分布廣，季節(jié)性強等特點，對原料的需求量與供應量有一個全面而系統的認識，從而有效指導模式中另外兩方的生產活動，減少了交易的不確定性。
(3)交易頻率。與中介組織相似，第三方物流代表生物質生產企業(yè)與農戶簽約，減少了企業(yè)的簽約數目，使得生物質燃料企業(yè)能以較少投入獲得穩(wěn)定的原料供應源，降低物流系統內部的交易成本。
4．2建設策略
(1)完善利益分配機制。由于收購生物質既苦又累，大部分的成本花在運輸上，農民實際得到的不多。作為經濟較為發(fā)達的地區(qū)，農民有許多致富途徑，很少有人愿意干。但從廠家來看，如果生物質原料價格過高，將使廠家無利可圖。企業(yè)物流成本的增加，加上國家政策扶助的缺乏以及稅收政策的不完善，當違約的利益高于違約的成本之時，公司和農戶之間存在的各種各樣的違約行為便往往會破壞這種組織方式的健康發(fā)展。因此如何建立和完善利益分配機制，如何利用利益杠桿調動內部諸方面的積極性，無疑是生物質供應物流的核心，這需要充分考慮各個參與主體的切身利益。
第三方物流企業(yè)和生物質燃料企業(yè)可以通過采用預付定金、免費扶持，政府鼓勵等利益機制與農戶展開合作。無論采用何種方式，參與各方之間彼此信任，經常開展面對面的交流、以及共同參與某些重大決策，是保障利益分配機制的有效手段。
(2)完善鼓勵溝通機制。目前生物質的回收雖然能夠給農民帶來福利，但是由于與回收配套的物流體系還不完善，如秸稈，很多農民寧愿焚燒而不是將其出售。在鼓勵農戶參與生物質回收方面，可以通過合理的鼓勵溝通機制，恰當的組織宣傳活動，對農戶進行思想教育，鼓勵其參與回收。另外，物流策略上需要給予農戶更大的便利性，可參與性。當然必要的法律保護和國家政策稅收方面的幫助更是必不可少的。
第6篇：生物燃料論文范文
關鍵詞：新能源 經濟可行性 船舶 核能 生物柴油 LNG
近年來，國際航運市場低迷，各大班輪公司艱難運作已成普遍現象，在“開源”難的市場下，“節(jié)流”就成了各大班輪公司目光集聚點。目前，船舶主要靠船舶柴油機提供動力，柴油機所消耗的石油能源占運營成本較大部分。此外，在環(huán)境日益惡化的今天，船舶作為重要污染源之一，每年向全球排放的氮氧化物氣體占總體的30%。為確保航運產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，新能源的開發(fā)和利用已勢在必行。本文除了對新能源技術在船舶上的應用做簡單介紹外，還將對比研究幾種新能源的經濟特性，探究一種最經濟的適用于船舶的新能源。
1.國內外研究現狀
對于新能源的研究，學者們都有著自己的見解，胡?。?010）認為，新能源的運用不能降低船舶自身穩(wěn)定性；能源供給必須做到持續(xù)、穩(wěn)定和持久；新能源所能提供的船舶推進功率必須足夠大?？妵剑?008）認為對于采用新興能源的船舶，應認真剖析它的利弊得失和經濟性，對于新能源，除了是否環(huán)保，還要從產業(yè)鏈的流程綜合分析。袁成清等（2010）分析了船用太陽能光伏電池的應用模式和可行性跟船型相關度。王力（2010））對太陽能風帆的發(fā)展進行分析，指出太陽能風帆的發(fā)展己初見端倪。周盛等（2012）通過對核動力船舶進行經濟性分析，得出核動力船舶可以在實現船舶高速化的情況下，核燃料消耗幾乎不變。秦琦和楊軍（2011）認為液化天然氣（LNG））燃料與其他燃料相比最主要的優(yōu)點是對環(huán)境的影響較小，排放量最小，但是需要有特定的船型和港口設施配備。通過對以上參考文獻閱讀和整理，可以明顯的看出研究者對于各類新能源有一定的研究，但是對于各種新能源的綜合比較較少，對于其經濟性分析幾乎沒有。本文就是對于各種新能源進行比較并分析其經濟性。
2.船舶新能源現狀2.1核能
核能是人類最具希望的未來能源。目前，人們開發(fā)核能的途徑有兩條：一是重元素的裂變，如鈾的裂變；二是輕元素的聚變，如氘、氚、鋰等。重元素的裂變技術，已得到實際性的應用；而輕元素聚變技術，也正在積極研制之中。
核能在效率和環(huán)保上優(yōu)勢明顯，鈾是高能量的核燃料，1千克鈾可供利用的能量相當于燃燒2050噸優(yōu)質煤。核能不像化石燃料那樣排放大量的污染物質，因此核能發(fā)電不會造成空氣污染。
2.2太陽能
太陽能是純天然、零污染的環(huán)保性可再生能源。近來，太陽能民用領域——光伏產業(yè)正逐步家用化，如太陽能發(fā)電裝置、太陽能熱水器等，在這方面中國很多企業(yè)已經掌握了世界領先技術。
2.3生物燃油
生物燃料是作為替代柴油的能源而出現的，以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油，通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油完全滿足作為船舶動力使用，且具有較高品質。在歐洲的實驗表明，其動力性能與普通柴油無任何區(qū)別。此外，檢測結果表明，采用生物柴油的發(fā)動機廢氣排放指標不僅滿足目前的歐洲2號標準，甚至滿足歐洲3號排放標準。由于生物柴油的優(yōu)良環(huán)保特性，目前在歐洲生產該生物柴油可享受到政府的稅收政策優(yōu)惠，其零售價低于普通柴油。
2.4液化天然氣（LNG）
天然氣作為清潔能源越來越受到青睞，很多國家都將LNG列為首選燃料。液化天然氣正以每年約12%的高速增長，成為全球增長最迅猛的能源行業(yè)之一。LNG作為船舶的燃料動力也成為未來航運產業(yè)發(fā)展的關鍵因素，各國船公司也已對LNG動力船進行應用和開發(fā)。LNG液化天然氣目前是全世界增長速度最快的一種優(yōu)質清潔燃料。它具有易儲存、運輸效率高、雜質含量少、燃燒清潔高效、氣價低、經濟效益好等優(yōu)點。由于LNG組分較純，燃燒完全，燃燒后生成二氧化碳和水，所以它是很好的清潔燃料，有利于保護環(huán)境，減少城市污染。
3.新能源經濟性對比
在船舶大型化趨勢下，本文以9200TEU集裝箱船為目標船型，壽期25年，具體參數見表3.1。以新舊能源提供的能量守恒為原則，保持發(fā)動機61.7MW下運行時為條件，對各類新能源進行綜合分析。
本文選用9200TEU集裝箱船，主機功率61.7MW，航行天數300天/年，日耗油180。假設該集裝箱船掛靠東亞港口，進行跨太平洋航線定期服務，每航次在海上航行30天，掛靠港口12天，每年完成8.7個航次，船舶以經濟航速22.5kn運行。
船舶動力裝置投資費用普通商船主機約占船舶總造價的16%，大型集裝箱船主機所占比例更低。普通燃油集裝箱船動力推進裝置及相關設備價格約為1500萬美元。
3.1核能
核動力集裝箱船核動力裝置投資按每KW投資費用計算，根據相關資料，集裝箱船核動力裝置投資每KW約為2500美元。因此，功率為61.7MW的集裝箱船核動力裝置投資費用約為15425萬美元。本文的核燃料價格不考慮乏燃料后處理。1kg富集度為16.5%的核燃料單價為8086美元。
核燃料消耗量主要與壓水堆的輸出功率，鈾燃耗深度，熱效率以及運行的天數有關，計算公式和詳細過程可參見文獻《2020年前我國核燃料循環(huán)情景初步研究》。并轉換成61.7MW時的數值，見表3.2。
此外，核動力船在實現船舶高速化的情況下，核燃料消耗幾乎不變。相比之下，普通燃油船舶若航速增加，油耗將大幅上漲。由此可見，隨著國際石油價格的飛漲，以及國際對節(jié)能減排要求的不斷提高，核動力船舶具有巨大優(yōu)勢。3.2太陽能
船舶大型化趨勢下，以太陽能電池板作為新型能源是不可行的。
太陽能板可適合于小型船舶如游艇，或者輔助應用于船舶的生活用電。一是光電轉化率很低，只有16%左右，目前最高效率的為26%；二是因為效率低，因此需要很大面積；三是光照指數變化很大，導致供給不穩(wěn)定、不持久；四是供給功率小，無法作為主動力；五是成本高昂，經濟性差，面板的制作本身就是高耗能、高污染的過程。
據資料表明，目前光電轉換效率低，每平方米太陽能板產生120～150W的電，而9200teu的集裝箱船功率為61668kw，故最少需要61668000/150=411120平方米，遠遠大于該船最大橫截面（該船船長337m，型寬45.6m），故不可行。
3.3生物柴油
生物柴油的價格主要的原料取得成本、制造費用、添加劑成本、運輸成本等。生物柴油價格=原料取得成本+制造費用+添加劑成本+運輸成本+中間商收益。
同時由于船舶柴油機燃用重油，成本很低。所以生物柴油可以直接應用于船舶主機，除了像車用一樣需要改動噴油器及增大噴油壓力外，還需加裝加熱降粘設備，這在船上已有現成的設備。所以其設備配置成本幾乎可以忽略不計。
這里特別指出我們這里所指的原料是所有生物柴油中成本最便宜的廢棄油脂，如果使用產油作物則成本將大大提高。前提是原油價格是100美元/桶。原料取得成本5061元/噸，添加劑成本147元/噸，制造費用795元/噸，運輸成本100元/噸，中間商收益1593元/噸。
3.4 LNG
前提條件：船舶主機采用柴油-LNG雙燃料發(fā)動機，起動和停車工況下采用柴油燃料，正常運行時采用適量柴油引燃天然氣-空氣混合氣體工作的方式。
在發(fā)動機運行穩(wěn)定，正常運行時發(fā)動機的天然氣替代率達到70%以上，具有顯著的經濟性（節(jié)約燃油成本20%左右，誤差3%）和良好的環(huán)保性能，有助于促進環(huán)境保護建設，節(jié)能減排，改善環(huán)境質量。
這里我們以一艘3100噸級LNG雙燃料動力船：715KW，投資200萬人民幣為例。根據假設所需能量守恒，故以等比例放大，并且等比放大的情況下會造成投資費用估值偏大。見表3.5。
3.5比較分析
綜合比較各新能源，因投資建設費用越大產能的維修費用越大，結合新能源的環(huán)保性和經濟性，故建議發(fā)展核能和LNG液化天然氣船舶作為新能源。特別是LNG新能源，這個將是未來一段時間最可行、經濟的新能源。
4.總結
雖然這些新能源已經在船舶方面有所應用，但受一些能源自身性質原因及船舶技術的限制，無法在短期內取代常規(guī)燃料。
太陽能雖然不能提供遠洋船舶的運營所需能量，但可以對船舶的日常生活進行供電，也可以起到節(jié)約成本的效果。
由于對核燃料使用后的核廢料也還缺乏妥善處理辦法。所以，目前核動力裝置還沒有被民用船舶所采用。
最經濟可行的LNG也存在著一些問題。首先，LNG是-162.5℃的低溫液化氣體，所以LNG除了具有和原油相似的危險性外，還有著其特殊的低溫危險性。其次，由于其是低溫液體，對其儲存條件不僅需要可以控制溫度還需要有強大的抗壓能力，若處置不當會導致大量的天然氣釋放到空氣中。改建現有船隊和LNG儲存基礎設施缺乏是目前面臨的主要問題，大部分港口LNG補給設施不配套，此外，LNG燃料船的續(xù)航能力還較弱。
綜上，今后我們應加大技術投入，積極擴展多種能源的綜合應用，并在政策上給予新能源優(yōu)惠，促進新能源的開發(fā)利用。
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第7篇：生物燃料論文范文
關鍵詞：生物燃氣 發(fā)酵技術 反應器 沼氣
中圖分類號：S216 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（b）-0062-01
生物燃氣經常說的沼氣，沼氣發(fā)酵是指有機物在厭氧的條件下，被沼氣微生物分解代謝，最后形成以甲烷和二氧化碳為主體的混合氣體，是一個生物化學過程。沼氣發(fā)酵的原料是供給微發(fā)酵生物，進行正常生命活動所需的營養(yǎng)和能量，是不斷生產沼氣的物質基礎。沼氣的來源十分豐富，主要是農業(yè)的剩余物包括秸稈、雜草、樹葉等，還有豬、牛、羊、馬等家禽的糞便，工農業(yè)產品的廢水廢物（如豆制品的廢水、酒精和糖渣），還包括大部分的水生植物，這些都是能夠用來生物發(fā)酵的理想原料。
沼氣發(fā)酵工藝是指從發(fā)酵原料到生產沼氣的整個過程所采用的技術和方法。這個過程主要包括原料的收集和預處理，接種物的選擇和富集，消化器的啟動和日常操作管理及其他相應的技術措施。
1 沼氣發(fā)酵中的微生物
沼氣是有機物質在厭氧條件下通過大量的不同種類的微生物分解代謝產生的。凡參與把有機物質分解、發(fā)酵、代謝、轉化為沼氣的微生物統稱為沼氣微生物，也叫沼氣細菌。由于有機物分解為沼氣是一個非常復雜的過程，因此沼氣細菌不僅僅是一種單一的細菌，而是由許多細菌組成的總稱，據相關統計，沼氣細菌擁有幾十個屬上千種之多。在沼氣厭氧發(fā)酵過程中沼氣細菌是最活躍的因素，他們能把各種有機物固體和處于溶解狀態(tài)的復雜有機物，按照各自的營養(yǎng)需求進行分解轉化，最終形成沼氣。但是，沼氣細菌把有機物分解為甲烷需要在沒有氧氣和沒有氧化劑的環(huán)境下才能進行，同時PH值也要符合一定的條件，因此，沼氣發(fā)酵又可以叫做厭氧發(fā)酵。將這些發(fā)酵細菌按其在發(fā)酵過程中扮演的不同作用，可分為分解菌和產甲烷菌兩大類。
在沼氣發(fā)酵過程中，各種微生物之間的關系非常復雜，甲烷的產生式各種發(fā)酵微生物相互協同、相互制約產生的。這種復雜的關系既體現在分解菌和產甲烷菌之間，同時也體現在分解菌之間和產甲烷菌之間的相互作用。其實分解菌與產甲烷菌之間的關系主要是，不產甲烷菌為產甲烷菌提供長生和產甲烷所需要的物質，產甲烷菌又為分解菌提供生化反應解除反饋抑制；分解菌為產甲烷菌提供適宜的氧化還原條件；分解菌為產甲烷菌清除有毒物質；分解菌與產甲烷菌共同維護生化環(huán)境中適宜的pH值。
產甲烷菌是在沼氣發(fā)酵過程中將各種簡單的有機物轉化為甲烷的微生物。從1916年俄國微生物學家分離得到了世界上第一株甲烷菌開始，目前已知的甲烷菌有5個目200多個種，主要是嗜熱自氧甲烷桿菌、嗜樹木甲烷短桿菌、史氏甲烷短桿菌、馬氏甲烷球菌、沃氏甲烷球菌、萬尼氏甲烷球菌、黑海產甲烷菌、卡利亞庫產甲烷菌、運動甲烷微菌等。
2 沼氣發(fā)酵工藝
沼氣發(fā)酵工藝包括用戶和大中型的發(fā)酵工藝工程兩大類。用戶類的沼氣發(fā)酵工藝主要是家庭型的、較小的工藝過程，主要分布在亞洲國家，比如中國的水壓式沼氣池和印度的哥巴士沼氣池發(fā)酵系統，這些發(fā)酵系統利用的是人和動物的糞便、污水等作為原料。我國的沼氣發(fā)酵工藝從20世紀90年代開始就推廣，并且不同地方的特點發(fā)展成了“三結合”、“四位一體”、“五配套”等各種各樣的沼氣發(fā)酵系統，帶動了一大批以沼氣技術作為基礎的生態(tài)農業(yè)發(fā)展模式，給當地人帶來了客觀的經濟和生態(tài)價值。中國的沼氣發(fā)展工藝主要是將種植、養(yǎng)殖和沼氣發(fā)酵等工藝有機的結合到一起，這幾個過程相互促、相互協助，共同發(fā)揮3個過程的最大價值，實現有物質和能量的循環(huán)利用。如主要位于我國西北部的“五配套”生態(tài)能源模式就是主要由沼氣池、廁所、太陽能、暖圈、水窖、果園灌溉等5個部分組合而成的一個相互聯系相互發(fā)展的一個系統。
3 沼氣的利用
沼氣的用途十分廣泛，目前用的最多的就是將沼氣轉化為熱能供工廠或者農場內部使用，還可以將沼氣轉化為電，體居民的生活提供持續(xù)的電力支持，此外還能將剩余的電用于厭氧環(huán)境的加溫，有利用生成更多的沼氣。此外，沼氣還能作為汽車燃料，作為汽油的代替品，目前已有多個國家建立沼氣燃料的加氣站，為這種汽車提供加氣服務。而燃料電池作為一種新型的清潔、環(huán)保、低噪音的電池正受到許多國家的青睞，已經在整個歐洲進行了試驗和示范，具有很大的發(fā)展前景。
4 發(fā)展的重點和方向
關于發(fā)酵工藝工程的發(fā)展重點和方向，從國內外看主要有以下幾點。
（1）發(fā)酵微生物的培育速度加快，更多的適應不同原料和工藝的環(huán)境的發(fā)酵微生物正在廣泛的研究，并且這些微生物的沼氣轉化率非常高，能夠很好的利用發(fā)酵原料，為不斷的擴大沼氣原料和原料利用率提供了可能。
（2）干發(fā)酵技術成為了研究的重點，干發(fā)酵的配套工藝和設備也是目前發(fā)展的配套工藝，將會有很大的作為。
（3）在沼氣的后處理方面，發(fā)展提取更純的沼氣和沼氣壓縮技術，為沼氣的擴大利用提供可能。
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第8篇：生物燃料論文范文
論文摘要：介紹了竹炭生產的現狀，包括竹炭的生產工藝與生產產品，總結了竹炭與竹醋液的主要應用方向，指出竹炭產品有很高的利用價值。
竹炭是竹材熱解得到的主要產品，在熱解過程中還能夠得到大量的副產品——竹醋液，它是水溶性的液體混合物。
1竹炭生產的現狀
1.1生產工藝
（1）干餾熱解法。其設備從目前看主要是外熱式立式干餾釜，這種干餾釜在燒制竹炭時，既可使用預干至含水率為20%～25%的竹材，也可使用未經預干的竹材，但以使用經預干的竹材為佳。由于在燒制過程中基本不存在竹炭氧化問題，因此竹炭得率較高，一般為25%左右，高者可達35%，燒制周期一般在48～72h。但精煉溫度提不高，影響竹炭密度；干餾釜容積小，竹炭產量低。
（2）土窯燒制法。它是采用燃料（木材）直接加熱方式，即窯口由燃料燃燒產生的熱量上升到窯頂后，向窯內擴散，其中大部分熱氣流流動在上層，有小部分熱量向四周輻射，由上往下緩慢干燥并達到預炭化；燃燒窯內部分竹材使窯內溫度繼續(xù)升高，除去揮發(fā)性物質，此時窯內煙氣循環(huán)流動，各點熱量和溫度基本均勻，完成炭化和精煉階段，得到結構致密的竹炭。土窯燒制法通常有煙熏預干燥、干燥、預炭化、炭化、煅燒（精煉）、自然冷卻等階段。各個階段有不同的溫度，煙熏預干燥階段為60～100℃，干燥階段為100～150℃，預炭化階段為150～270℃，炭化階段為270～450℃，煅燒階段為450~1000℃。從目前土窯燒炭的過程來看，各階段的溫度和炭化速度要通過操作者眼觀鼻嗅，一是觀察煙囪及窯門出煙口煙的變化；二是通過聞煙味來確定。土窯用的鮮毛竹，一般在室外放置1周左右，再放入窯中進行煙熏預干燥，大約要1周，而自然冷卻至窯口溫度50～60℃時也需要1周，出窯一般也要2d。因此，從裝窯到出炭一般要25～30d，竹炭得率為20%左右。工藝合理，后期氧化燃燒的量少則得率超過20%；否則會低于20%，甚至更低（因空氣漏入或空氣量進入過大）。土窯造價便宜，精煉溫度高，竹炭密度大，但質量穩(wěn)定性差，得率不高。
1.2生產產品
據安徽省不完全統計，1999年竹炭產量約4000t，2000年達5000t，預計2001年將突破1萬噸，出口創(chuàng)匯逾億元。目前，竹炭售價在5000～10000元/t，竹醋液5000～7000元/t，燒制6～7t新竹材可熱解成1t竹炭和350～650kg竹醋液，每噸竹材可增值3～4倍。目前，全國尚無統一的竹炭分類標準，生產上分為3種：①按精煉度分。其原理是根據木炭電阻測定其炭化度，測定范圍是100～108Ω，其指數0～8稱為精煉度，109Ω以上的精煉度為9。炭化度越高，電阻值越小，精煉度值越小。②按竹炭形狀分。③按導電性能分。竹炭導電性常與竹炭的密度、精煉度、含水率、灰分含量等因素有關，導電性較好的竹炭要求密度較大、精煉度高、含灰分少、電阻值較小。生產中常用電導率儀來粗略判定竹炭的導電性。按電阻值大小可分高、中、低三等。
2竹炭與竹醋液的應用
2.1竹炭應用
（1）燃料。竹炭作為燒烤野炊的燃料，清潔而有情趣，它的比表面積大（木炭一般為300m2/g，竹炭最大可達700m2/g），火力是木炭的3成多。
（2）水質凈化。因竹炭是多孔性材料，具有大的比表面積，有很強的吸附性，適合于河水和生活用水的凈化。
（3）居室調濕。將竹炭作為住宅居室床下的調濕劑可以遏制濕度上升和霉菌、微生物的繁衍，同時還可將竹炭放置于地板下，起到防菌、調節(jié)濕度的功效。
（4）吸附異味?？蓪⑻糠湃氡渲邢称返鹊漠愇叮３质称沸迈r不變質；放入米缸可防止彀蟲的生成，保持米缸干燥確保米質；放入櫥窗、柜子和鋼琴內，可除濕、防霉、除臭；放在汽車內可消除異味。在煮飯時放入竹片炭可吸附白米所含的農藥殘留物，且能使米質變軟而不粘；放置在電腦、電視和微波爐等旁邊，可遮擋電磁波輻射，有利于健康。
（5）保健產品。利用竹炭的多孔結構和吸附特性，可用于汗水、口水及室內濕氣的吸附，且能釋放出天然的香氣，提高人的睡眠質量。竹炭輻射遠紅外線，能滲透血管，刺激身體各經絡的穴道，改善身體器官機能，所以可用竹炭加工成保健炭枕、床墊等床上用品和汽車坐墊。
（6）鮮花水果保鮮?；ㄆ恐蟹湃霂灼裉?，能夠延長鮮花的凋謝期；水果箱中放入幾片竹炭，能起到一定的保鮮效果。
（7）美容美膚。已開發(fā)竹炭肥皂和香皂，能使皮膚增白清爽，且對皮膚病有一定的預防和治療作用，目前正在開發(fā)牙刷、牙膏等日用品。
2.2竹醋液的應用
（1）熏制火腿和香腸。經澄清的竹醋液浸漬的火腿和香腸，再進行煙熏，火腿和香腸不易生蟲，味道更鮮美。
第9篇：生物燃料論文范文
引言
低碳經濟就是要求能源利用水平、產業(yè)結構、經濟結構、經濟質量、環(huán)境保護水平都有質的提升和轉變，是對傳統能源利用、產業(yè)結構的挑戰(zhàn)。森林在低碳經濟模式中具有特殊的作用。林產加工等可通過新技術、循環(huán)經濟、綠色經濟和開發(fā)生物質能源來達到低排放，減少因非法采伐等引起的森林破壞、森林火災和病蟲害等；通過科學規(guī)劃增加森林面積，利用科學經營提升森林質量，增強碳匯功能；建立造林與更新長效機制，處理好生態(tài)效益和經濟效益的關系，使經營主體保持積極性，使森林經營與林農致富緊密結合，實現持續(xù)碳匯。本文就森林低碳經濟的發(fā)展談幾點粗淺認識。
1. 發(fā)展森林低碳經濟的作用
1.1森林是陸地生態(tài)系統中最大碳庫
森林在生長過程中通過光合作用，吸收大氣中的二氧化碳，并將其固定在森林植物體內和森林土壤中。同時，森林固定二氧化碳持久而穩(wěn)定。同樣，木材及木制品也是十分重要的碳庫，固碳的時間可達幾十年、上百年。統計分析表明，通過植樹造林方式吸收固定二氧化碳，其成本要遠低于核能、風能和生物質燃料等各種工業(yè)活動減排的成本。
1.2森林是地球表面利用太陽能的最大載體
森林每年固定的太陽能總量占陸地生態(tài)系統每年固定太陽能總量的多一半，這是一個取之不盡、用之不竭的巨大能源寶庫。樹苗長成大樹，不僅吸收、固定了大量二氧化碳，同時吸收和儲藏了太陽能。因此，選用那些易繁殖、萌發(fā)力強、能固氮、生長快、熱值高、用途多和抗性強的樹種，以大密度造林的方法，使薪炭林最大限度地利用空間和陽光，就可以達到固碳儲能的目的。
1.3消除各種污染源排放
很多森林植物由于結構復雜，樹葉表面不平，多絨毛，分泌粘性油脂及汁液，能夠吸收有害氣體和吸附大量飄塵。杜鵑、木槿、紫薇等植物能夠吸收二氧化硫、氯氣、氯化氫、氧化鋅等有害氣體。松屬、圓柏屬、云杉屬、樺木等許多森林植物能放出大量殺菌素，可殺死各種疾病的病原菌。采用人工措施或者噴灑各種殺蟲劑或殺菌藥來消除環(huán)境污染，不僅要付出能耗，而且需要較高的成本。
1.4減少了人工措施的土石方工程
人們投資、投勞耗用水泥、鋼材以及其他材料和化石能耗修建各種攔水、蓄水工程，不僅耗費了大量化石能源，而且產生了污染。當使用壽命結束時，清理報廢工程仍然需要消耗能源。森林攔蓄降水，調節(jié)徑流，減少洪澇災害的成本遠低于修建水庫的成本。森林蓄水的同時，減少了水土流失和土壤養(yǎng)分損失，從而大大降低了農林業(yè)發(fā)展對化工產品和化石燃料的需求，減少了化石燃料使用量和溫室氣體排放。
1.5降低生態(tài)系統調控的物質與能源消耗
近年來，氣象災害發(fā)生的頻率有增加的趨勢。采用人工措施增雨、調水、防洪、減災，不僅需要投入較多的勞動力，更需要大量的物質與能量投入。森林能夠調節(jié)氣候，降低或減緩洪澇、干旱災害，保持和維護有利的生產環(huán)境，減少了化石養(yǎng)分或能耗投入，使農作物和畜牧業(yè)在比較自然的狀態(tài)下發(fā)展并獲得高收益，從而降低了災害控制和恢復成本，減少了生態(tài)系統調控的物質和能源消耗。
1.6改善人類生活環(huán)境
森林所形成的自然和人文環(huán)境對人類生存有著良好的影響，森林生態(tài)環(huán)境直接作用于人的視覺、聽覺、嗅覺，使人精神放松，增進人體健康。同時，森林也是人們旅游、爬山、遠足，甚至探險的場所。生活在山清水秀的自然環(huán)境條件下，意味著用于調溫、調濕、滯塵的各種人工設備使用數量和時間的減少及其能耗和溫室氣體排放數量的降低。
1.7林產品是低碳經濟的重要組成部分
作為僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大戰(zhàn)略性能源資源，森林具有可再生、可降解的特點，而且還有占地少、一次種植持續(xù)利用的優(yōu)勢，是大有希望的新興的綠色能源。森林提供的木材作為生物類的材料，以及各種非木質林產品，不論作為能源，還是作為生產、生活資料，都是一種低碳經濟材料。在石油、煤日益枯竭的情況下，發(fā)展林業(yè)生物質能源已經成為世界各國能源替代戰(zhàn)略的重要選擇。
2. 促進森林低碳經濟發(fā)展的有效途徑
2.1加快造林綠化步伐
圍繞《應對氣候變化國家方案》和《應對氣候變化林業(yè)行動計劃》，加大生態(tài)建設投入。繼續(xù)實施天然林保護、退耕還林、“三北”及長江和沿海防護林體系、防沙治沙、濕地及野生動植物和自然保護區(qū)、商品林基地建設等林業(yè)重點工程。制定和實施造林綠化規(guī)劃綱要，發(fā)展林業(yè)生物質能源、油茶等木本糧油等林業(yè)重點工程。健全生態(tài)效益補償機制，開展?jié)竦厣鷳B(tài)效益補償試點，實行木材加工產品“下鄉(xiāng)”補貼試點，推動低碳經濟和勞動密集型產業(yè)發(fā)展。在增加森林面積的同時，增加森林碳匯。
2.2實施森林經營工程
目前，我國大多數森林屬于生物量密度較低的人工林和次生林，森林蓄積很低，這是增加森林碳匯的最大潛力之所在。在當前及今后一個時期，將森林經營作為我國林業(yè)建設的重中之重，這既符合國際林業(yè)發(fā)展的趨勢和要求，也是未來氣候談判增匯減排的重要籌碼。因此，應盡快啟動《全國森林經營工程》，同時應積極發(fā)展農林復合經營，提高森林蓄積量，增加森林碳匯。
2.3開展碳匯造林試點
在現有造林規(guī)劃的基礎上，開展碳匯造林試點。碳匯造林即在設定了基線的土地上，對造林和森林經營以及林木生長的全過程都進行碳匯計量和監(jiān)測的營造林活動，探索具有中國特色并與國際規(guī)則接軌的營造林模式。建立與“三可”（可測量、可報告、可核查）相匹配的碳匯計量監(jiān)測技術體系，為中國森林生態(tài)系統增匯固碳和中國溫室氣體減排開展“三可”奠定基礎。
2.4提供科技支撐
深入開展森林對氣候變化響應的基礎研究。加強林業(yè)減排增匯的技術潛力與成本效益分析；繼續(xù)加強森林災害發(fā)生機理和防控對策研究；加強氣候變化情景下森林、濕地、荒漠、城市綠地等生態(tài)系統的適應性問題研究并提出適應技術對策；加強森林作為重要可再生能源庫的研究和開發(fā)利用。通過科研，推進科技興林、科技富林、科技強林的進程，為建設創(chuàng)新型國家作出積極貢獻。
2.5引導全社會參與低碳發(fā)展
森林在維護氣候安全、生態(tài)安全、物種安全、木材安全、淡水安全、糧食安全等方面具有特殊作用，在全球高度關注氣候變化的背景下，林業(yè)被提到了事關人類生存與發(fā)展、前途與命運的戰(zhàn)略高度。聯合國糧農組織前總干事薩烏馬指出：“森林是人類之前途，地球之平衡”。因此，應廣泛宣傳林業(yè)在發(fā)展低碳經濟的優(yōu)勢，充分調動企業(yè)、公眾參與植樹造林、保護森林等活動的積極性，通過林業(yè)措施，實踐低碳生產和低碳生活。
結束語
