【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）高溫液態(tài)水預(yù)處理木質(zhì)纖維素類(lèi)生物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究-環(huán)境工程

分類(lèi)號(hào) 密級(jí) 編號(hào) 中國(guó)科學(xué)院研究生院 碩士學(xué)位論文 高溫液態(tài)水預(yù)處理 木質(zhì)纖維素類(lèi) 生物質(zhì)的 實(shí)驗(yàn)研究 導(dǎo) 師 研究員 中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別 碩士 學(xué)科專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 環(huán)境工程 論文提交日期 論文答辯日期 養(yǎng)單位 中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所 學(xué)位授予單位 中國(guó)科學(xué)院研究生院 答辯委員會(huì)主席： 教授 2 f s 要 3 高溫液態(tài)水預(yù)處理生物質(zhì)及連續(xù)進(jìn)料反應(yīng)器的設(shè) 計(jì) 摘 要 木質(zhì)纖維素類(lèi)生物質(zhì)制取燃料乙醇已經(jīng)成為全世界的研究熱點(diǎn)，酶水解是最高效的處理纖維素的 方法。然而酶水解受到木質(zhì)纖維素穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的影響，需要對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理。高溫液態(tài)水預(yù)處理利用高溫液態(tài)水的酸堿自催化功能，能夠高效地溶解半纖維素，保留纖維素，實(shí)現(xiàn)預(yù)處理。 為更好地研究在高溫液態(tài)水在預(yù)處理中的水解機(jī)理，并為連續(xù)式水解反應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)提供必要數(shù)據(jù)，本文 在總結(jié)國(guó)內(nèi)外燃料乙醇現(xiàn)狀和木質(zhì)纖維素預(yù)處理燃料乙醇技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上， 首先在間歇和滲濾 條件 下以廣州本地的稻桿為原料，研究了高溫液態(tài)水水解的最佳工況，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了分析；之后選取木聚糖作為半纖維素?；?，稻桿和棕櫚殼作為草本與木 本 生物質(zhì)的代表進(jìn)行了關(guān)于水解動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型的研究，經(jīng)過(guò)計(jì)算擬合得到了相關(guān)動(dòng)力學(xué)參數(shù)；最后以前面的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算了兩段式連續(xù)水解 反應(yīng)器 。 實(shí)驗(yàn)表明 ， 間歇 條件下較優(yōu) 工況 是 ：稻桿在溫度為 200 ，壓力 固比為 20:1，攪拌轉(zhuǎn)速為 500 r/條件下經(jīng)過(guò)預(yù)熱 60到反應(yīng)條件后保持 10物還原糖濃度達(dá)到 ，還原糖轉(zhuǎn)化率達(dá)到 原料轉(zhuǎn)化率達(dá) 滲濾 條件下較優(yōu) 工況 是 ： 稻桿在 160 ，液固比為 20:1 的條件下，經(jīng)過(guò)水解 42到最大糖濃度 ，還原糖轉(zhuǎn)化率為 通過(guò) 對(duì)間歇最佳工況條件下的固體殘?jiān)M(jìn)行 范式分析、 電鏡掃描以及工業(yè)分析和元素分析 發(fā)現(xiàn)， 半纖維素轉(zhuǎn)化率達(dá) 纖維素只損失了 同時(shí)溶解了 木質(zhì)素和 灰分。電鏡掃描下殘?jiān)目紫堵室笥谠?，松散度也增加。工業(yè)分析與元素分析顯示殘?jiān)臒嶂堤岣吡?發(fā)份和灰分都有所降低。 在總結(jié)了國(guó)內(nèi)外半纖維素水解模型的基礎(chǔ)上， 采用假一級(jí)均相反應(yīng)模型 ，對(duì)木聚糖 （ 半纖維素?；?） 、稻桿、棕櫚殼 的 試驗(yàn)數(shù)據(jù) 進(jìn)行模擬 ，計(jì)算得到了動(dòng)力學(xué)參數(shù)。 其中木聚糖 降解的活化能為 對(duì)應(yīng)地稻桿和棕櫚殼的參數(shù)分別為 算得到的數(shù)學(xué)模型與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 基本 吻合 。 最后， 在間歇實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外水解反應(yīng)器的研究，設(shè)計(jì)計(jì)算了兩段式連續(xù) 超低酸 水解裝置，第一段為水平推流式，第二段為垂直逆流式，設(shè)計(jì)處理量為 20kg/h。為后續(xù)該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用打下基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：高溫液態(tài)水水解；木質(zhì)纖維素類(lèi)生物質(zhì)；水解動(dòng)力學(xué)；水解反應(yīng)器高溫液態(tài)水預(yù)處理生物質(zhì)以及連續(xù)進(jìn)料反應(yīng)器的設(shè)計(jì) I f to to be to to of s be to be a In to a of on by to a on of of to ), on by of a be as 00 , he of to 0 0 00r/0 a l a up as as a of 60 , L/S 0:1 2 l of A on to A of of on of of on as of of 摘 要 on of of on a of a 0kg/h a a to by 錄 I 目 錄 緒 論 1 言 1 燃料乙醇 3 料乙醇的特性 4 界燃料乙醇發(fā)展現(xiàn)狀 5 西甘蔗之都，乙醇之國(guó) 6 國(guó)玉米制造乙醇 7 洲 小麥制乙醇 8 洲其他國(guó)家 9 國(guó)燃料乙醇發(fā)展現(xiàn)狀 9 質(zhì)纖維素制取燃料乙醇 11 質(zhì)纖維素成分 12 質(zhì)纖維素制取燃料乙醇的重要意義 13 質(zhì)纖維素制取燃料乙醇預(yù)處理技術(shù)研究現(xiàn)狀 16 械法 16 爆法 16 處理 17 氧處理 18 溫液態(tài)水法 18 水解 19 機(jī)溶劑法 20 物處理 21 題意義 21 【參考文獻(xiàn)】 21 第二章 高溫液態(tài)水預(yù)處理的試驗(yàn)研究 24 言 24 驗(yàn)原料及成分分析 24 溫液態(tài)水間歇水解 25 解裝置及實(shí)驗(yàn)操作 25 物分析方法 25 要影響因素的研究及較佳工況的確定 26 應(yīng)時(shí)間和溫度的影響 26 高溫液態(tài)水預(yù)處理生物質(zhì)以及連續(xù)進(jìn)料反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 力的影響 28 28 29 30 處理效果分析 31 稈高溫液態(tài)水 解間歇實(shí)驗(yàn)結(jié)論 32 溫液態(tài)水水解壓縮滲濾實(shí)驗(yàn) 32 驗(yàn)裝置以及實(shí)驗(yàn)操作 32 物分析方法 33 縮滲濾較佳工況確定 34 應(yīng)溫度、時(shí)間對(duì)壓縮滲濾效果的影響 34 固比對(duì)壓 縮滲濾效果的影響 35 解產(chǎn)物分析 35 章小結(jié) 36 【參考文獻(xiàn)】 36 第三章 高溫液態(tài)水預(yù)處理的動(dòng)力學(xué)研究 38 言 38 纖維素水解動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀 38 解機(jī)理 38 力學(xué)模型 39 驗(yàn)原料 40 驗(yàn)裝置 40 型構(gòu)建 41 聚糖高溫液態(tài)水解動(dòng)力學(xué)參數(shù)的確定 42 稈和棕櫚殼高溫液態(tài)水解動(dòng)力學(xué)參數(shù)的確定 43 章小結(jié) 45 【參考文獻(xiàn)】 46 第四章 生物質(zhì)連續(xù)進(jìn)料水解反應(yīng)器的設(shè) 計(jì) 48 言 48 解反應(yīng)器綜述 48 定床間歇反應(yīng)器（ 48 批式間歇水解裝置（ 49 目 錄 平推流式反應(yīng)器（ 50 濾式反應(yīng)器 (50 縮滲濾床反應(yīng)器（ 51 流收縮滲濾床水解反應(yīng)器 (52 推逆流收縮床反應(yīng)器（ 53 叉流收縮 床水解反應(yīng)器 (54 應(yīng)器設(shè)計(jì) 55 料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 55 推段的設(shè)計(jì)計(jì)算 56 要反應(yīng)段的設(shè)計(jì)計(jì)算 56 進(jìn)料段的設(shè)計(jì)計(jì)算 57 壓榨段 57 液體收集罐的設(shè)置 58 間輸送殘?jiān)蔚脑O(shè)計(jì)計(jì)算 58 直逆流床 59 旋管設(shè)計(jì)計(jì)算 59 料和出料方式設(shè)計(jì) 60 章小結(jié) 60 【參考文獻(xiàn)】 61 第五章 結(jié)論與展望 62 文主要研究成果 62 文創(chuàng)新之處 62 究展望 62 個(gè)人簡(jiǎn)介及論文發(fā)表情況 66 致 謝 67 第一章 緒 論 1 緒 論 言 在人類(lèi)的生活和勞動(dòng)環(huán)境中，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在進(jìn)行著能量的轉(zhuǎn)化和傳遞。凡是能為人類(lèi)提供某種形式能量的物質(zhì)或者物質(zhì)的轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)過(guò)程，都稱(chēng)為能源。它們滿足了人類(lèi)對(duì)熱能、電能、機(jī)械能、化學(xué)能等各種形式能量的需求，是人類(lèi)經(jīng)濟(jì)生活中不可缺少的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。因此，能源是社會(huì)發(fā)展的基本推動(dòng)力，歷史上每次的能源改革都促進(jìn)了社會(huì)進(jìn)入新的紀(jì)元。人類(lèi)經(jīng)歷了由薪材、煤炭再到油 氣時(shí)代以及目前的多元化能源結(jié)構(gòu)，其間各種能源的利用比例此消彼長(zhǎng)（見(jiàn)圖 能源包括傳統(tǒng)能源和新能源，煤和石油是主要的傳統(tǒng)能源，這些能源已經(jīng)被人類(lèi)廣泛應(yīng)用，使用技術(shù)成熟，但是由于過(guò)去盲目的開(kāi)采和利用導(dǎo)致礦源的急劇減少，因此急需要新能源進(jìn)行補(bǔ)充。新能源主要包括核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能以及生物質(zhì)能等新興出現(xiàn)的能源，它們的優(yōu)點(diǎn)是來(lái)源方便，環(huán)境效益好，可再生等。缺點(diǎn)是目前在利用技術(shù)和方式上有待改進(jìn)和完善。 圖 去 100 多年世界能源結(jié)構(gòu)變化 1 he of in 00 物質(zhì)能 是一種新能源 ， 主要 指植物葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量 ， 是各種生命體產(chǎn)生或構(gòu)成生命體有機(jī)質(zhì)的總稱(chēng)，其中能夠在一定的技術(shù)條件下轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)能源的部分 稱(chēng) 為生物質(zhì)原料 （見(jiàn)圖 。 地球上每 年植物光合作用固定的碳達(dá) 21011t3，含能量達(dá) 31021J，因此每年通過(guò)光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽(yáng)能，相當(dāng)于全世界每年耗能的10 倍。生物質(zhì)遍布世界各地，其蘊(yùn)藏量極大，僅地球上的植物，每年生產(chǎn)量就像當(dāng)于現(xiàn)階段人類(lèi)消耗礦物能的 20 倍 2，或相當(dāng)于世界現(xiàn)有人口食物能量的 160倍 。同時(shí)生物質(zhì)能具有以下優(yōu)點(diǎn)： 使用生物質(zhì)的過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的污染要小，因此可以有效地減少“溫室效應(yīng)”； 且是可再生能源； 3. 生物質(zhì)能到處存在，容易取得； 4. 與其他可再 生高溫液態(tài)水預(yù)處理生物質(zhì)以及連續(xù)進(jìn)料反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 2 能源相比，只有它可以進(jìn)行運(yùn)輸。因此可以說(shuō)生物質(zhì)能是人類(lèi)的“綠色能源”。 圖 物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化利用圖 2 he of to 發(fā) “綠色能源 ”已成為當(dāng)今世界上工業(yè)化國(guó)家開(kāi)源節(jié)流、化害為利和保護(hù)環(huán)境的重要手段。至少有 14 個(gè)工業(yè)化國(guó)家 包括美國(guó)、德國(guó)等 在開(kāi)發(fā) “綠色能源 ”方面取得了良好成績(jī)，其中有些國(guó)家通過(guò)實(shí)施 “綠色能源 ”政策，在相當(dāng)大程度上緩解了本國(guó)能源不足的矛盾，而且顯著改善了環(huán)境。 目前美國(guó) 4每年消耗的能量中有 6來(lái)自可 再生能源，而其中生物質(zhì)比例占到了 46，在世界上居前列。 圖 國(guó) 2004 年可再生能源比例圖 3 he 004 我國(guó)生物質(zhì)能含量巨大，發(fā)展前景令人看好。首先，我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)廢棄物，其中主要是農(nóng)作物秸稈 ，每年 秸稈 產(chǎn)量約 7 億噸 5，可做為能源用途的約 3 億噸，約折合 噸標(biāo)準(zhǔn)煤；工業(yè)有機(jī)廢水和畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)廢水資源理論上可以生產(chǎn)沼氣 800 億立方米，相當(dāng)于 5700 萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤 6；薪炭林和 林業(yè)及木材加工廢物資源相當(dāng)于 3 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；城市垃圾發(fā)電每年可替代1300 萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤 7；此外，一些油料、含糖或淀粉類(lèi)作物也可用于制取液體燃料。第一章 緒 論 3 初步估算，近期每年可以利用的生物質(zhì)能源總量約為 5 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。 未來(lái)，隨著國(guó)家農(nóng)業(yè)政策和環(huán)境保護(hù)觀念的實(shí)施，每年產(chǎn)生的生物質(zhì)將越來(lái)越多。 表 來(lái) 50 年我國(guó)主要生物質(zhì)能的可獲得量預(yù)測(cè) 8 he of in 0 020 年 2030 年 2050 年 生物質(zhì)能可獲得量 實(shí)物量 標(biāo)煤 當(dāng)量 實(shí)物量 標(biāo)煤 當(dāng)量 實(shí)物量 標(biāo)煤 當(dāng)量 單 位 億 t 億 t 億 t 億 業(yè)廢水廢渣 (沼氣 ) 200 億 80 億 20 億 畜糞便 (沼氣 ) 370 億 50 億 20 億 稈及農(nóng)業(yè)加工剩余物 薪及林業(yè)加工剩余物 市生活垃圾 計(jì) 源植物 (制生物乙醇 ) 源植物 (制生物柴油 ) 計(jì) 計(jì) 家發(fā)改委制定的可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃報(bào)告中規(guī)定了我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)展的指導(dǎo)方針 “ 不與人爭(zhēng)糧，不與糧爭(zhēng)地，不與傳統(tǒng)行業(yè)爭(zhēng)利 ”，這是我國(guó)發(fā)展生物質(zhì)能利用的新特點(diǎn) 。我國(guó)的生物質(zhì)能利用主要包括生物質(zhì)發(fā)電、沼氣利用、固體成型、生物柴油和燃料乙醇。其中燃料乙醇作為主要的液體燃料之一，事關(guān)國(guó)家能源安全，已經(jīng)成為了國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的對(duì)象。 燃料乙醇 地球上的石油儲(chǔ)量 50 年左右將被基本耗盡，我國(guó)將比這時(shí)間還短，大概是30 年，因此液體燃料短缺將成為困擾人類(lèi)發(fā)展的重大問(wèn)題。在此背景之下，生物質(zhì)作為唯一可以轉(zhuǎn)化為液體燃料的可再生能源正日益收到重視，其原因主要有以下幾點(diǎn)：一是化 石燃料越來(lái)越少，必須尋找替代能源；二是為了滿足人們對(duì)綠色環(huán)保能源的需求；三是生物質(zhì)能源可以給農(nóng)業(yè)帶來(lái)新的生機(jī)，為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 因此，生物質(zhì)能制取液體燃料的技術(shù)非常有發(fā)展前途，其中又以生物質(zhì)制取燃料乙醇最易工業(yè)化，是人類(lèi)可以利用的大宗能源之一。燃料乙醇又名燃料酒精，是目前世界公認(rèn)的車(chē)用燃料最適合的替代產(chǎn)品。乙醇作為車(chē)用燃料主要有兩種方式：一是作為汽油的“含氧添加劑”，來(lái)取代之前廣泛使用的甲基叔丁基醚（ 具有不污染空氣和地下水的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有更好的抗暴性能，這主要是美國(guó)的運(yùn)用方式；二是乙醇 代替汽油，這需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行多處的改進(jìn)，這是巴西主要采用的方法。與普通汽油相比，添加乙醇可以顯著降低尾氣的污染狀高溫液態(tài)水預(yù)處理生物質(zhì)以及連續(xù)進(jìn)料反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 4 況，因此有顯著的環(huán)境效益。 表 用汽油添加一定量乙醇后得到的檢測(cè)結(jié)果 9 he of 油添加 醇后檢測(cè)結(jié)果 量 減少 20 50 碳?xì)浠衔?減少 15 40 本無(wú)區(qū)別 少 0 15 可見(jiàn)，燃料乙醇制造和使用技術(shù)的開(kāi)發(fā)將對(duì)節(jié)約石油資 源、減少環(huán)境污染、具有重大意義。 料乙醇的特性 乙醇單獨(dú)或者與汽油混合可以用做內(nèi)燃機(jī)的燃料。乙醇與汽油相比，主要差別如下 10： 表 醇與汽油性質(zhì)對(duì)比表 he of 質(zhì) 乙醇 汽油 密度 (g/熱容 J/(gK) 點(diǎn) ( ) 0化潛熱 (J/g) 72 燃燒熱值 (J/g) 烷值 /十六烷值 111/8 80 97/ 親水性 強(qiáng) 弱 可見(jiàn)乙醇作為汽車(chē)燃料的優(yōu)勢(shì)有 9： 以提高汽油的辛烷值，改善抗暴性能，清潔燃料引擎，減少機(jī)油替換； 醇含有 35的氧，燃燒需要的氧遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于汽油，因此雖然乙醇熱值只有汽油的 2/3，然而在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中形成可燃混合氣的熱值卻高于汽油，乙醇為 2975J/g，汽油為 2937J/g，同時(shí)含量高可以有效防止積碳的形成，減少故障； 醇與汽油混合形成沸點(diǎn)低的共沸溶液，共沸時(shí) 蒸汽壓要高于汽油，降低了前期的餾出溫度，因此對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)有優(yōu)勢(shì)。其缺點(diǎn)是： 此會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮形成終溫低，對(duì)冷啟動(dòng)不利； 化時(shí)吸熱量大，會(huì)使啟動(dòng)困難； 著水量增加，乙醇的熱值、汽化性都降低，同時(shí)會(huì)發(fā)生分層，對(duì)使用和運(yùn)輸、保存等提出更高要求。 目前制取燃料乙醇的技術(shù)主要有兩種：一是合成法，主要是采用乙烯和水在催化劑催化下合成為乙醇，隨著天然氣開(kāi)發(fā)和加工工業(yè)的發(fā)展，這種方法開(kāi)始具有一定的優(yōu)勢(shì)；二是采用發(fā)酵法制取燃料乙醇，主要是以糖類(lèi)或者纖維素為原料第一章 緒 論 5 通過(guò)物理化學(xué)方 法處理得到單糖再進(jìn)行發(fā)酵得到乙醇。乙醇汽油是在燃料乙醇中加入變性劑后，與普通汽油按一定比例混合形成的新型燃料。不同國(guó)家規(guī)定的汽油中加入乙醇的比例也不同，巴西乙醇汽油中規(guī)定乙醇體積含量為 22 11，美國(guó)規(guī)定為 10，我國(guó)國(guó)家有 4 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)： 、 、 、 ，其中 E 代表乙醇的含量， 表乙醇汽油中的乙醇含量為 10。 界燃料乙醇發(fā)展現(xiàn)狀 在國(guó)外，燃料乙醇的生產(chǎn)和使用技術(shù)已經(jīng)十分成熟，具有價(jià)廉、清潔、安全、環(huán)保、可再生等優(yōu)點(diǎn)。其中巴西和美國(guó)是目前世界上最大的燃料 乙醇生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，我國(guó)居第三。 燃料乙醇的發(fā)展與國(guó)際原油供應(yīng)情況息息相關(guān)。早在 1908 年美國(guó)福特公司就制造出既能燒乙醇又能燒汽油的汽車(chē)。二戰(zhàn)期間，由于汽油緊缺，已經(jīng)開(kāi)始將石油和乙醇混合作為燃料使用。進(jìn)入 50 年代，由于煉油技術(shù)的進(jìn)步，原油價(jià)格非常低，使得燃料乙醇的發(fā)展停滯。 60 年代合成法技術(shù)制取燃料乙醇成為主流，這一段時(shí)間是乙醇生產(chǎn)發(fā)展的低谷期。 70 年代后石油價(jià)格開(kāi)始上漲，至 81 年達(dá)到 41 美元，因此發(fā)生了第二次石油危機(jī)，這段時(shí)間內(nèi)各國(guó)又重新開(kāi)始了對(duì)乙醇燃料的研究和應(yīng)用。 80 年代后期至 2000 年，石油價(jià)格下降并 保持較低水平。進(jìn)入 21 世界油價(jià)日益上漲，隨著 2007 年油價(jià)突破 110 美元 /桶，近期甚至突破 125美元，替代液體燃料的研發(fā)迅速發(fā)展，燃料乙醇也進(jìn)入了高潮期。 2007 年三大燃料乙醇生產(chǎn)國(guó)都比 2006 年有了巨大的增長(zhǎng)，如巴西比上一年增長(zhǎng)了 27。由此可見(jiàn)，可再生能源特別是燃料乙醇的熱潮已經(jīng)到來(lái)。 圖 970世界油價(jià)趨勢(shì)圖 12 he of 970 005 高溫液態(tài)水預(yù)處理生物質(zhì)以及連續(xù)進(jìn)料反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 6 圖 976 年 2012 年世界乙醇產(chǎn)量圖 13 he of 976 012 西甘蔗之都，乙醇之國(guó) 70 年代巴西有 80的燃料需要通過(guò)進(jìn)口解決，為保證國(guó)家能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，巴西與 1975 年開(kāi)始燃料乙醇計(jì)劃 14。 1977 年開(kāi)始以 20的配比推向國(guó)內(nèi)車(chē)用燃料市場(chǎng)， 79 年這個(gè)比例上升到 22，這一政策大大刺激了巴西國(guó)內(nèi)制糖業(yè)制取燃料乙醇的積極性，在這 5 年內(nèi)，巴西乙醇的年產(chǎn)量由 45 萬(wàn)噸猛漲至 268萬(wàn)噸，年均增長(zhǎng) 目前，巴西不但成為了重要的甘蔗乙 醇 出口國(guó)，而且已把此種生物燃料開(kāi)發(fā)當(dāng)作替代能源的主要發(fā)展方向，并為此積極開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)。國(guó)有的巴西石油公司已經(jīng)確立了大力發(fā)展甘蔗燃料乙 醇 的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略，主要分為三個(gè)部分：一是鼓勵(lì)擴(kuò)大甘蔗的種植和燃料乙 醇 的生產(chǎn)；二是與本國(guó)甘蔗燃料乙 醇生產(chǎn)廠家簽訂長(zhǎng)期收購(gòu)合同，以組成龐大的產(chǎn)品供應(yīng)系統(tǒng)；三是建設(shè)甘蔗乙 醇 運(yùn)輸網(wǎng)以方便和擴(kuò)大此項(xiàng)產(chǎn)品的出口。 圖 西燃料乙醇年生產(chǎn)圖 15 he of 西是世界上最大的甘蔗種植國(guó)， 2006 年甘蔗種植面積達(dá)到 840 萬(wàn)公頃。由于處于熱帶，陽(yáng)光充足，生長(zhǎng)的甘蔗中含有的糖份十分高，因此其能量比達(dá)到 1：8 以上，這使得巴西的乙醇成本降低到 元 /升，大大低于美國(guó)的 元 /升和歐盟的 元 /升。巴西 16目前每年生產(chǎn)燃料乙醇 1200 萬(wàn)噸，每年使用第一章 緒 論 7 乙醇燃料大約占全部車(chē)用汽油的 33，使用混合汽油的汽車(chē) 1550 萬(wàn)輛，完全用酒精作燃料的酒精汽車(chē) 370 萬(wàn)輛，占全國(guó)汽車(chē)保有量的 40左右。個(gè)加油站有燃料乙醇出售。巴西是世界上唯一不使用純汽油作為汽車(chē)燃料的國(guó)家，燃料乙醇計(jì)劃的順利實(shí)施不僅使國(guó)家擺脫了能源緊張的狀況，同時(shí)形成了獨(dú)具特色的經(jīng)濟(jì)能源運(yùn)行系統(tǒng)，在促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，也顯著改善了國(guó)家的大氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境。 國(guó)玉米制造乙醇 美國(guó)是全世界第二燃料乙醇生產(chǎn)國(guó)，主要采用玉米 17為原料生產(chǎn)燃料乙醇，每年要消耗全美 3 4%的玉米。 70 年的石油危機(jī)和 2000 年的空氣清潔法修正案頒布，是美國(guó)燃料乙醇產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的兩個(gè)主要時(shí)期。 2001 年是美國(guó)燃料乙醇發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。這一年，美國(guó)參議院通過(guò)