生物能源基礎(chǔ)與應(yīng)用

目錄
叢書序
前言
**篇 生物能源基礎(chǔ)
第1章 生物能源概論 3
1.1 生物質(zhì)資源 3
1.1.1 生物質(zhì)廢棄物 3
1.1.2 能源植物 4
1.1.3 能源微藻 4
1.1.4 能源微生物 5
1.2 生物能源產(chǎn)品 5
1.2.1 氣體生物燃料 5
1.2.2 液體生物燃料 6
1.2.3 固體生物燃料 6
1.3 生物能源與碳中和 6
1.4 生物能源的發(fā)展前景 8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 生物能源與微生物 10
2.1 能源微生物概論 10
2.1.1 能源微生物簡介 10
2.1.2 能源微生物與代謝工程 11
2.2 產(chǎn)生物燃料的能源微生物 12
2.2.1 產(chǎn)乙醇的微生物 12
2.2.2 產(chǎn)丁醇和其他高級(jí)醇的微生物 15
2.2.3 產(chǎn)氫氣的微生物 17
2.2.4 產(chǎn)生物柴油的微生物 19
2.3 能源微生物的未來展望 20
參考文獻(xiàn) 21
第3章 能源植物 26
3.1 能源植物概述 26
3.1.1 能源植物概念 26
3.1.2 能源植物分類 27
3.2 能源植物資源與應(yīng)用 28
3.2.1 富糖類能源植物 28
3.2.2 富油類能源植物 29
3.2.3 木質(zhì)纖維素類能源植物 29
3.3 能源植物育種 30
3.3.1 能源植物生物量 31
3.3.2 能源植物品質(zhì) 31
3.3.3 能源植物抗逆性 32
3.4 能源植物前景展望 34
3.4.1 能源植物與能源產(chǎn)業(yè) 34
3.4.2 能源植物與碳中和 35
參考文獻(xiàn) 35
第4章 能源微藻 38
4.1 能源微藻概述 38
4.1.1 微藻生物能源簡介 38
4.1.2 微藻生物能源發(fā)展歷程 40
4.1.3 微藻生物能源生產(chǎn)工藝流程 41
4.2 能源微藻藻種及其合成生物學(xué) 42
4.2.1 能源微藻藻種 42
4.2.2 真核能源微藻合成生物學(xué) 46
4.3 能源微藻培養(yǎng)技術(shù) 50
4.3.1 培養(yǎng)模式 50
4.3.2 培養(yǎng)裝備 52
4.3.3 培養(yǎng)要素相關(guān)技術(shù) 59
4.3.4 規(guī)模化培養(yǎng)發(fā)展趨勢(shì) 62
4.4 能源微藻下游生產(chǎn)技術(shù) 62
4.4.1 能源微藻采收技術(shù) 62
4.4.2 微藻油脂提取技術(shù) 65
4.4.3 微藻生物柴油轉(zhuǎn)化技術(shù) 68
參考文獻(xiàn) 71
第二篇 生物能源應(yīng)用
第5章 油脂基生物燃油 77
5.1 生物燃油概述 77
5.1.1 原料來源與組成 77
5.1.2 生物燃油的發(fā)展現(xiàn)狀 80
5.2 生物燃油生產(chǎn)工藝 82
5.2.1 **代生物柴油 82
5.2.2 第二代生物柴油和生物航煤 86
5.2.3 第三代生物柴油 92
5.2.4 經(jīng)濟(jì)性淺析 93
5.3 生物燃油的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 95
5.3.1 機(jī)遇與挑戰(zhàn) 95
5.3.2 生物燃油生產(chǎn)新工藝 97
5.3.3 發(fā)展趨勢(shì) 98
參考文獻(xiàn) 99
第6章 生物天然氣 102
6.1 生物天然氣的發(fā)展歷史 102
6.2 厭氧技術(shù)原理 103
6.2.1 厭氧發(fā)酵微生物 103
6.2.2 厭氧發(fā)酵過程 104
6.3 生物天然氣關(guān)鍵技術(shù) 107
6.3.1 厭氧發(fā)酵技術(shù) 107
6.3.2 沼氣提純技術(shù) 112
6.3.3 沼渣利用技術(shù) 117
6.4 厭氧發(fā)酵裝備與工程應(yīng)用 119
6.4.1 厭氧發(fā)酵過程的關(guān)鍵裝備 119
6.4.2 厭氧發(fā)酵反應(yīng)器和發(fā)酵工藝 122
6.4.3 生物天然氣工程應(yīng)用 128
6.5 生物天然氣技術(shù)前沿 131
6.5.1 厭氧發(fā)酵的效率提升 131
6.5.2 生物氫烷轉(zhuǎn)化 133
6.5.3 生物天然氣全生命周期碳排放評(píng)價(jià)研究 139
6.5.4 挑戰(zhàn)和機(jī)遇 140
參考文獻(xiàn) 141
第7章 木質(zhì)纖維素糖化和液體生物燃料 146
7.1 木質(zhì)纖維素生物轉(zhuǎn)化策略 146
7.1.1 生物轉(zhuǎn)化的基本原理與過程 146
7.1.2 同步糖化發(fā)酵策略 149
7.1.3 整合生物加工策略 150
7.1.4 整合生物糖化策略 152
7.2 預(yù)處理 154
7.2.1 預(yù)處理的目的 154
7.2.2 物理方法 155
7.2.3 化學(xué)方法 156
7.2.4 物理化學(xué)方法 157
7.2.5 生物方法 158
7.2.6 多級(jí)/多階段預(yù)處理 159
7.2.7 木質(zhì)纖維素成分結(jié)構(gòu)分析技術(shù) 160
7.3 糖化過程 164
7.3.1 生物質(zhì)中的糖分子 164
7.3.2 糖化過程中的酶 166
7.3.3 真菌酶系 168
7.3.4 細(xì)菌酶系 170
7.3.5 古菌酶系 171
7.3.6 糖化過程中酶的抑制因素及其解除 172
7.3.7 針對(duì)糖化過程的分子改造與遺傳改造 172
7.4 液體燃料生產(chǎn) 177
7.4.1 木質(zhì)纖維素液體生物燃料 177
7.4.2 二代生物乙醇 179
7.4.3 ABE發(fā)酵與高級(jí)醇 182
7.4.4 其他燃料與化學(xué)品 184
參考文獻(xiàn) 186
第8章 生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化 189
8.1 概述 189
8.2 生物質(zhì)熱解技術(shù) 190
8.2.1 生物質(zhì)熱解原理 191
8.2.2 熱解動(dòng)力學(xué) 194
8.3 生物質(zhì)快速熱解制取生物油 199
8.3.1 生物質(zhì)熱解影響因素 199
8.3.2 生物油特性分析 200
8.3.3 熱解反應(yīng)器 203
8.4 生物質(zhì)氣化技術(shù) 204
8.4.1 生物質(zhì)氣化原理 204
8.4.2 生物質(zhì)氣化爐 207
參考文獻(xiàn) 217