導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇生物降解塑料的原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】廢塑料，降解塑料，裂解油化，環(huán)境保護(hù)

1前言

廢塑料自然環(huán)境下很難直接被降解，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；塑料制品在生產(chǎn)過(guò)程中加入的大量助劑、填料、溶劑等添加劑，會(huì)析出進(jìn)入環(huán)境，從而污染土壤及水體。廢塑料如粘有污染物，會(huì)吸引蚊蠅和繁殖細(xì)菌，危害人體健康。從能源角度，塑料原料主要來(lái)自不可再生的煤、石油、天然氣等化石資源，如果廢塑料不加以控制、回收利用，將加重能源危機(jī)。

隨著塑料應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬和使用量的急劇增加，廢塑料的污染問(wèn)題已越來(lái)越為社會(huì)所關(guān)注。各國(guó)紛紛投入大量的人力、物力、財(cái)力解決其污染問(wèn)題，在其替代品開發(fā)和回收再利用方面取得了較好的成效。

2廢塑料的環(huán)境危害

2.1對(duì)生物體的危害

通常組成塑料的高聚物是安全無(wú)毒的，但為改善塑料制品的加工和使用性能，一般需添加各種添加劑。例如，在有些聚氯乙烯制品中，加入量達(dá)35%～50%甚至更高的鄰苯二甲酸酯類增塑劑，在許多塑料中都加有含重金屬的穩(wěn)定劑、著色劑，這些添加劑可遷移到外環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，這些添加劑在大氣、生物質(zhì)、水體、土壤以及河流底泥、城市污泥等介質(zhì)中均有殘留，且分解緩慢，研究表明，鄰苯二甲酸酯類有類雌激素作用，能干擾內(nèi)分泌，

甚至可能造成生殖功能異常。還有，在其單體聚合以及制品加工過(guò)程中會(huì)殘留有毒有害的單體和有毒有害的助劑，這些都是潛在的危害因素。

2.2對(duì)土壤、水資源的危害

農(nóng)地膜對(duì)提高土地利用率，有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量發(fā)揮了巨大作用。但目前我國(guó)使用的地膜多為聚烯烴膜，難以自然降解，破壞了土壤性狀及肥料的均勻分布，影響其水分養(yǎng)分的吸收，阻礙了土壤與外界的空氣交換，使土壤中的微生物難以存活，影響植物根系生長(zhǎng)，最終使土壤板結(jié)，嚴(yán)重的會(huì)造成土地鹽堿化，從而導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)，甚至難以生長(zhǎng)。

粘有污物的生活和工業(yè)廢塑料無(wú)法回收利用，衛(wèi)生填埋因其體積大而效率低，因其密度小造成填埋場(chǎng)地基松，使垃圾中的有害物質(zhì)滲入地下，危害地下水及周圍環(huán)境。

2.3石化資源的浪費(fèi)

合成塑料的原料主要是煤、石油和天然氣等化石資源。全世界每年數(shù)億噸的塑料消費(fèi)量，將產(chǎn)生上億噸的塑料廢棄物，如果沒(méi)有采取積極的治理措施，將對(duì)日益緊缺的化石資源產(chǎn)生巨大的浪費(fèi)。

3 廢塑料的技術(shù)防治措施

作為廢塑料的技術(shù)防治措施目前主要是使用降解塑料和循環(huán)利用。

3.1開發(fā)使用降解塑料

塑料是合成高分子材料，一般在自然環(huán)境中的光降解和生物降解速度都比較慢?？山到馑芰鲜且活惼渲破返母黜?xiàng)性能在保存期內(nèi)可滿足使用要求，性能不變，而使用后在自然環(huán)境條件下，能降解成對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)的塑料，從而避免破壞環(huán)境。 塑料降解主要指大分子鏈的斷裂，主要方式有光降解、化學(xué)降解、生物降解，實(shí)際應(yīng)用中往往相互增效、協(xié)同使用。

3.1.1光降解塑料

光降解塑料是利用光化學(xué)反應(yīng)使大分子鏈的化學(xué)鍵斷裂，塑料失去其物理強(qiáng)度并脆化，在自然力作用下變?yōu)榉勰?，進(jìn)入土壤，在微生物作用下重新進(jìn)入生物循環(huán)。光降解產(chǎn)品開發(fā)早技術(shù)成熟，但完全降解不容易，且完全降解的時(shí)間長(zhǎng)。

3.1.2光-生物雙降解塑料

光-生物雙降解塑料是利用光降解和生物降解相結(jié)合制得的一類可降解塑料。和部分生物降解塑料一樣是在母體中加入一些促進(jìn)其降解的淀粉、纖維素、微生物聚酯、光敏劑、生物降解劑等，產(chǎn)品使用后，在自然條件下，其化學(xué)結(jié)構(gòu)完整性受到破壞，降解為水、二氧化碳和其他物質(zhì)。 此類產(chǎn)品在自然環(huán)境中只能降解為細(xì)小顆粒，不能完全降解，對(duì)環(huán)境可能造成更嚴(yán)重的二次污染。

3.1.3生物降解塑料

完全生物降解塑料是指可以在自然條件下，能夠100%生物降解的塑料。按其原料來(lái)源方式可分為來(lái)源于化石資源的化石基生物降解塑料、來(lái)源于可再生資源的可再生材料基生物降解塑料以及以上兩類材料共混加工得到的塑料。

化石基生物分解塑料是指主要以石化產(chǎn)品為原料單體，通過(guò)化學(xué)合成的方法得到的聚合物。如脂肪族聚酯類、聚丁二酸丁二醇酯（ PBS）、聚己內(nèi)酯（PCL）、二氧化碳基共聚物（APC）等。

脂肪族聚酯。主要有PBS和PBSA （聚丁二酸/ 己二酸丁二醇共聚物）。PBS具有與PE、PP相近的優(yōu)異力學(xué)性能，熱變形溫度接近100℃，耐熱性能良好，有能用現(xiàn)有通用設(shè)備加工成型的優(yōu)良加工性能，且已生產(chǎn)規(guī)?；?，由它開發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品有發(fā)泡材料、薄膜、注塑制品等。另外為提高材料性能，通過(guò)改性得到脂肪族芳香族共聚酯，如PBAT（單體為己二酸、對(duì)苯二甲酸、1，4-丁二醇），其有與LDPE非常相似的加工性能，可擠出吹膜，不僅能與其他生物分解塑料如聚羥基丁酸戊酸酯（PHBV）、PLA等共混吹膜，還可添加淀粉等天然材料吹膜成型。

聚己內(nèi)酯（PCL） 是一種由ε-己內(nèi)酯合成的聚合物材料，具有較好的生物降解性能和生理相容性，是植入人體的首選材料，可用作手術(shù)縫合線等體內(nèi)材料。由于PCL 的熔點(diǎn)低（60℃），加之價(jià)格較高，所以很少單獨(dú)使用。PCL 常與其他降解塑料共混使用，用作改性材料，以降低成本和改善性能。

二氧化碳基共聚物（APC）屬于脂肪族聚碳酸酯類，是目前生物降解材料的熱門研究課題，因?yàn)橛枚趸細(xì)怏w為原料合成降解塑料，可利用大量的二氧化碳溫室氣體，既節(jié)約了資源，又保護(hù)了環(huán)境，可謂兩全其美。APC 為二氧化碳（含量50% 左右）與環(huán)氧化合物的共聚物。如共聚單體為環(huán)氧乙烷，則共聚產(chǎn)物為PEC（二氧化碳/ 環(huán)氧乙烷共聚物）；如共聚單體為環(huán)氧丙烷，則共聚產(chǎn)物為PPC（二氧化碳/ 環(huán)氧丙烷共聚物）；如共聚單體為環(huán)氧丁烷，則共聚產(chǎn)物為PBC（二氧化碳/ 環(huán)氧丁烷共聚物）。目前產(chǎn)業(yè)化的有二氧化碳與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的共聚物。制約APC 發(fā)展的是環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的價(jià)格高，合成催化劑價(jià)格高且供應(yīng)緊張，造成成本居高不下。中山大學(xué)孟躍中教授改進(jìn)的優(yōu)化合成工藝預(yù)計(jì)可降低60% 的成本，價(jià)格接近通用塑料。APC 合成技術(shù)我國(guó)處于世界領(lǐng)先地位，目前只有我國(guó)的企業(yè)有規(guī)模化生產(chǎn)，APC 類塑料突出的優(yōu)點(diǎn)是其氣體阻隔性比PET 和PA6高，接近EVOH（乙烯/乙烯醇共聚物）。

可再生材料基生物降解塑料又分為天然材料基生物降解塑料和生物基生物降解塑料。直接以天然聚合物如淀粉、纖維素、甲殼素、大豆蛋白等以及其衍生物或混合物為原料成型制成的生物分解塑料為天然材料基生物降解塑料，其中工業(yè)化的有熱塑性淀粉和植物纖維模塑，但其性能穩(wěn)定性及價(jià)格影響其應(yīng)用普及。生物基生物降解塑料是利用可再生天然生物質(zhì)資源，通過(guò)微生物發(fā)酵或發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸等單體合成的聚合物。如聚羥基烷酸酯類（PHA）、聚乳酸（ PLA） 等

PHA為聚羥基烷酸酯類降解塑料，目前產(chǎn)業(yè)化品種有：第一代產(chǎn)品PHB（聚3-羥基丁酸酯），第二代產(chǎn)品PHBV（3-羥基丁酸與3-羥基戊酸共聚物），第三代產(chǎn)品PBHH（3-羥基丁酸與3-羥基己酸共聚物），第四代產(chǎn)品P34HB（3-羥基丁酸與4-羥基丁酸共聚物）。PHA類屬于典型的生物降解塑料，具有綜合性能好、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)為原料價(jià)格較高。

聚乳酸（PLA）是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的合成降解塑料，也是目前降解塑料中價(jià)格最低的品種，屬于典型的生物降解塑料。PLA 的主要缺點(diǎn)是脆性大、耐熱溫度低及氣體阻隔性差。目前針對(duì)PLA 脆性及耐熱溫度低的改性已取得重大成果，已廣泛用于流延薄膜、片材、板材、注塑和紡絲等產(chǎn)品中。

共混生物分解塑料是指利用上述幾種生物分解材料共混加工得到的產(chǎn)品。如PBS與淀粉、木質(zhì)素、秸稈、殼聚糖以及各種棉麻纖維等的共混改性，既使共混后的復(fù)合材料可降解，又有效降低成本，還能充分利用天然材料，做到綠色低碳環(huán)保。

3.2廢塑料循環(huán)利用

廢塑料的處理方式目前主要有填埋、焚燒、熔融再生、和裂解轉(zhuǎn)化等方法。塑料填埋方法簡(jiǎn)單、處理能力大，但不能有效利用資源，且塑料在土壤中長(zhǎng)期不能分解，使土壤處于不穩(wěn)定狀態(tài)，并產(chǎn)生二次污染；塑料焚燒可以回收熱能，但燃燒不完全，產(chǎn)生大量有害氣體，特別是二f英等有毒有害物質(zhì)，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響；由于廢塑料的多樣性和混雜性，熔融再生法得到的復(fù)合再生塑料性質(zhì)不穩(wěn)定，易變脆，存在質(zhì)量問(wèn)題和二次污染問(wèn)題。廢塑料裂解轉(zhuǎn)化制液體燃料（汽油、柴油等）或化工原料，不但能有效解決廢塑料污染問(wèn)題，還可在一定程度上緩解能源緊缺狀況，可成為最有效的塑料回收利用途徑。

廢塑料裂解油化技術(shù)是指通過(guò)加熱或同時(shí)加入一定的催化劑，使塑料分解制取燃料油和燃料氣的資源化利用方法。按裂解原理可分為熱裂解法、催化裂解法、熱裂解-催化改質(zhì)法和催化裂解-催化改質(zhì)法。熱裂解法是通過(guò)提供熱能，使廢塑料大分子裂解，生成單體或低分子化合物，是最簡(jiǎn)單的廢塑料裂解法；催化裂解法是熱裂解與催化裂解同時(shí)進(jìn)行；熱裂解-催化改質(zhì)法是先進(jìn)行熱裂解，然后對(duì)熱裂解產(chǎn)物進(jìn)行催化改質(zhì)；催化裂解-催化改質(zhì)法是先進(jìn)行催化裂解，然后對(duì)催化裂解產(chǎn)物進(jìn)行催化改質(zhì)。

通過(guò)催化作用，可有效降低裂解溫度，并根據(jù)目的產(chǎn)物不同對(duì)產(chǎn)物選擇性進(jìn)行有效調(diào)控。催化劑性能直接決定芳烴、低碳烯烴等化工原料或液體燃料的產(chǎn)率與質(zhì)量，在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┖痛呋瘲l件下，PE、PP、PS等可完全轉(zhuǎn)化，且PS為裂解原料時(shí)，可以生成較高含量的苯乙烯單體。催化劑是廢塑料催化轉(zhuǎn)化技術(shù)的關(guān)鍵，也是限制其發(fā)展的重要因素。

目前，裂解油化新技術(shù)在市場(chǎng)上飽受追捧。美國(guó)、英國(guó)、加拿大、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，許多公司都已實(shí)現(xiàn)熱裂解油化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。上海同濟(jì)大學(xué)與北京裂源環(huán)保技術(shù)設(shè)備有限公司、上海纖和環(huán)?？萍加邢薰镜嚷?lián)合攻關(guān)，已取得重大進(jìn)展。研制的裂解爐，可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。產(chǎn)氣率約15%～20%（wt%），產(chǎn)油率達(dá)到65%以上（按塑料量計(jì)），可以處理廢塑料含量在30%以上的生活垃圾100噸/天，整個(gè)系統(tǒng)廢塑料裂解的油、氣、碳產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率不低于廢塑料自身質(zhì)量的99%，具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段，由于可降解塑料的消費(fèi)量只占塑料年消費(fèi)量的1%左右，大量使用的是不可降解的石化原料生產(chǎn)的塑料，因此，降解塑料新技術(shù)的推廣應(yīng)用及廢塑料裂解油化技術(shù)相結(jié)合才能有效減少?gòu)U塑料對(duì)環(huán)境的污染。

參考文獻(xiàn)：

[1]齊桂蓮.白色污染及其防治[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，4（3）：17.

[2]胡愛武.塑料包裝廢棄物的回收處理途徑[J].包裝工程，2002，23（3）：94-95.

[3]趙延偉.塑料包裝廢棄物綜合治理研究塑料包裝[J].塑料包裝， 2002，12（3）：6-13.

[4]周衛(wèi)平.塑料污染及其治理對(duì)策[J].現(xiàn)代化工，2000，20（6）： 1-4.

[5]趙勝利，黃寧生，朱照宇.塑料廢棄物污染的綜合治理研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境，2008， 17（6）：2473-2481.

[6]翁云宣，金蘭英，許國(guó)志.中國(guó)生物基與生物分解塑料現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].現(xiàn)代化工，2010，30（1）：2-5.

[7]劉軍，季君暉，張維等.生物可降解塑料PBS 與天然可降解高分子材料共混改性研究進(jìn)展[J].化工新型材料，2013，41（8）：1-3.

[8]王文廣.生物塑料和降解塑料的研究進(jìn)展[J].塑料科技，2011，39（5）：95-98.

[9]劉賢響，尹篤林.廢塑料裂解制燃料的研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2008，27（3）：348-351.

[10]Serrano D P，Aguado J，Escola J M，etal.Nanocrystalline ZSM-5：A highly active catalyst for polyolefin feedstock recycling[J].Stud.Surf.Sci.Catal.，2002，142：77-84.

[11]Serrano D P，Aguado J， Escola J M， etal.Performance of a continuous screw kiln reactor for the thermal and catalytic conversion of polyethylene-lubricating oil mixtures [J].Appl.Catal. B，2003，44： 95-105.

篇2

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代生物技術(shù)環(huán)境保護(hù)前景規(guī)劃

1.我國(guó)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

目前我國(guó)由于工業(yè)“三廢”污染、農(nóng)用化肥和農(nóng)藥的污染以及廢棄塑料和農(nóng)用地膜的污染，嚴(yán)重的影響了我國(guó)的生態(tài)環(huán)境，使得水污染日益加劇，水資源嚴(yán)重短缺，全國(guó)600多個(gè)城市中已有一半城市缺水，農(nóng)村則有8000萬(wàn)人和6000萬(wàn)頭牲畜飲水困難；土壤污染嚴(yán)重，耕地面積銳減，近10年來(lái)每年流失的土壤總量達(dá)50億t，土地荒漠化日益加劇；森林覆蓋面積下降，草場(chǎng)退化，每年減少森林面積達(dá)2500萬(wàn)畝；人們的身體健康受到嚴(yán)重威脅，疾病發(fā)病率急劇上升。因此，加大環(huán)境保護(hù)和環(huán)境治理力度，加快應(yīng)用高新技術(shù)，如現(xiàn)代生物技術(shù)來(lái)控制環(huán)境污染和保持生態(tài)平衡，提高環(huán)境質(zhì)量已成為環(huán)保工的工作重點(diǎn)。

2.現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境保護(hù)

現(xiàn)代生物技術(shù)是以DNA分子技術(shù)為基礎(chǔ)，包括微生物工程，細(xì)胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技術(shù)的總稱?，F(xiàn)代生物技術(shù)不僅在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用，而且也隨著日益突出的環(huán)境問(wèn)題在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮著重要的作用。自20世紀(jì)80年代以來(lái)生物技術(shù)作為一種高新技術(shù)，已普遍受到世界各國(guó)和民間研究機(jī)構(gòu)的高度重視，發(fā)展十分迅猛。與傳統(tǒng)方法比較，生物治理方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。

生物技術(shù)處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結(jié)構(gòu)，降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人類活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境污染減輕到最小程度，這樣既做到一勞永逸，不留下長(zhǎng)期污染問(wèn)題，同時(shí)也對(duì)垃圾廢棄物進(jìn)行了資源化利用。利用發(fā)酵工程技術(shù)處理污染物質(zhì)，最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大都是無(wú)毒無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì)，如二氧化碳、水、氮?dú)夂图淄闅怏w等，經(jīng)常是一步到位，避免污染物的多次轉(zhuǎn)移而造成重復(fù)污染，因此生物技術(shù)是一種既安全又徹底消除污染的手段。生物技術(shù)是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的生物化學(xué)過(guò)程，而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質(zhì)，其反應(yīng)過(guò)程是在常溫常壓和接近中性的條件下進(jìn)行的，所以大多數(shù)生物治理技術(shù)可以就地實(shí)施，而且不影響其他作業(yè)的正常進(jìn)行，與經(jīng)常需要高溫高壓的化工過(guò)程比較，反應(yīng)條件大大簡(jiǎn)化，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉、效果好、過(guò)程穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

所以，當(dāng)今生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理，有毒有害物質(zhì)的無(wú)害化處理等各個(gè)方面。

3.現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

3.1污水的生物凈化

污水中的有毒物質(zhì)的成分十分復(fù)雜，包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機(jī)磷、有機(jī)汞、有機(jī)酸、醛、醇及蛋白質(zhì)等等。微生物通過(guò)自身的生命活動(dòng)可以解除污水的毒害作用，從而使污水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有益的無(wú)毒物質(zhì)，使污水得到凈化。當(dāng)今固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是酶工程技術(shù)。固定化酶又稱水不溶性酶，是通過(guò)物理吸附法或化學(xué)鍵合法使水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體相結(jié)合，將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，微生物細(xì)胞是一個(gè)天然的固定化酶反應(yīng)器，用制備固定化酶的方法直接將微生物細(xì)胞固定，即是可催化一系列生化反應(yīng)的固定化細(xì)胞。運(yùn)用固定化酶和固定化細(xì)胞可以高效處理廢水中的有機(jī)污染物、無(wú)機(jī)金屬毒物等，此方面國(guó)內(nèi)外成功的例子很多，如德國(guó)將能降解對(duì)硫磷等9種農(nóng)藥的酶，以共介結(jié)合法固定于多孔玻璃及硅珠上，制成酶柱，用于處理對(duì)硫磷廢水，去除率達(dá)95%以上。

3.2污染土壤的生物修復(fù)

重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復(fù)是利用生物作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是：通過(guò)生物作用改變重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài)，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環(huán)境中的移動(dòng)性和生物可利用性，通過(guò)生物吸收、代謝達(dá)到對(duì)重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復(fù)過(guò)程可以增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，激發(fā)微生物的活性，由此可以改善土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu)，這將有助于土壤的固定，遏制風(fēng)蝕、水蝕等作用，防止水土流失。

3.3白色污染的消除

廢棄塑料和農(nóng)用地膜經(jīng)久不化解，估計(jì)是形成環(huán)境污染的重要成分。據(jù)估計(jì)我國(guó)土壤、溝河中塑料垃圾有百萬(wàn)噸左右。塑料在土壤中殘存會(huì)引起農(nóng)作物減產(chǎn)，若再連續(xù)使用而不采取措施，十幾年后不少耕地將顆粒無(wú)收，可見數(shù)量巨大的塑料垃圾嚴(yán)重影響著生態(tài)和環(huán)境，研究和開發(fā)生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術(shù)一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農(nóng)膜的優(yōu)勢(shì)微生物、構(gòu)建高效降解菌，另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因?qū)肽骋煌寥牢⑸镏?，使兩者同時(shí)發(fā)揮各自的作用，將塑料和農(nóng)膜迅速降解。同時(shí)，還需大力推行可降解塑料和地膜的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用。

3.4化學(xué)農(nóng)藥污染的消除

一般情況下，使用的化學(xué)殺蟲劑約80%會(huì)殘留在土壤中，非凡是氯代烴類農(nóng)藥是最難分解的，經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)造成滯留毒害作用。因此多年來(lái)人們一直在尋找更為安全有效的辦法，而利用微生物降解農(nóng)藥已成為消除農(nóng)藥對(duì)環(huán)境污染的一個(gè)重要方面。能降解農(nóng)藥的微生物，有的是通過(guò)礦化作用將農(nóng)藥逐漸分解成終產(chǎn)物CO2和H2O，這種降解途徑徹底，一般不會(huì)帶來(lái)副作用；有的是通過(guò)共代謝作用，將農(nóng)藥轉(zhuǎn)化為可代謝的中間產(chǎn)物，從而從環(huán)境中消除殘留農(nóng)藥，這種途徑的降解結(jié)果比較復(fù)雜，有正面效應(yīng)也有負(fù)面效應(yīng)。為了避免負(fù)面效應(yīng)，就需要用基因工程的方法對(duì)已知有降解農(nóng)藥作用的微生物進(jìn)行改造，改變其生化反應(yīng)途徑，以希望獲得最佳的降解、除毒效果。要想徹底消除化學(xué)農(nóng)藥的污染，最好全面推廣生物農(nóng)藥。

所謂生物農(nóng)藥是指由生物體產(chǎn)生的具有防止病蟲害和除雜草等功能的一大類物質(zhì)總稱，它們多是生物體的代謝產(chǎn)物，主要包括微生物殺蟲劑、農(nóng)用抗生素制劑和微生物除草劑等。人們正在研究將外源毒蛋白基因如編碼神經(jīng)毒素的基因克隆到桿狀病毒中以增強(qiáng)桿狀病毒的毒性；將能干擾害蟲正常生活周期的基因如編碼保幼激素酯酶的基因插入到桿狀病毒基因組中，形成重組桿狀病毒并使其表達(dá)出相關(guān)激素，以破壞害蟲的激素平衡，干擾其正常的代謝和發(fā)育從而達(dá)到殺死害蟲的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]孔繁翔.環(huán)境生物學(xué).北京：高等教育出版社，2000

篇3

關(guān)鍵詞：活性污泥 合成 PHB 實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（b）-0120-01

聚-β羥丁酸酯（PHB）是一種存在于許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)屬于類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物，不溶于水，而溶于氯仿，可用尼羅藍(lán)或蘇丹黑染色，具有貯藏能量，碳源和降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓等作用，并且PHB是相容性較好的生物材料，可制成易降解的且無(wú)毒的醫(yī)用塑料器皿和外科用的手術(shù)針和縫線，具有極高的實(shí)用價(jià)值?；钚晕勰嘀泻写罅康奈⑸锶后w及它們所依附的有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)，這些微生物群體主要包括細(xì)菌，原生動(dòng)物和藻類等，其中，細(xì)菌和原生動(dòng)物是主要的二大類，且細(xì)菌一直作為活性污泥的功能中心而存在，活性污泥利用活性污泥合成PHB的實(shí)驗(yàn)研究的實(shí)質(zhì)正是研究如何利用細(xì)菌來(lái)合成PHB。

研究表明，許多細(xì)菌，當(dāng)利用不平衡營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)物生長(zhǎng)時(shí)，會(huì)積累大量聚羥基烷酸聚合物粒子。細(xì)菌生長(zhǎng)利用培養(yǎng)基中所提供的營(yíng)養(yǎng)物而形成同聚酯、共聚酯或其二者。另有大量的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究表明，合成PHB的生化途徑從乙酰輔酶A代謝中心途徑開始分支，先后經(jīng)過(guò)三步反應(yīng)將乙酰輔酶A轉(zhuǎn)變成PHB。這些反應(yīng)分別由3-酮硫解酶、NADPH依賴的乙酰乙酰輔酶A還原酶和PHB聚合酶催化。當(dāng)生長(zhǎng)培養(yǎng)基中的碳源耗盡時(shí)，聚合物被胞內(nèi)PHB解聚酶降解，形成D-（-）羥基丁酸，并能確信此解聚酶是一種外切型水解酶。然后D-（-）羥基丁酸經(jīng)NAD專一脫氫酶氧化成乙酰乙酸，乙酰乙酸經(jīng)乙酰乙酸輔酶A合成酶轉(zhuǎn)化為乙酰乙酰輔酶A。因此，乙酰乙酰輔酶A是生物合成和生物降解PHB的共同中間體。值得注意的是，在從丁酸合成PHB反應(yīng)過(guò)程中，脂肪酸β氧化途徑的（S）-3-羥基?；o酶A中間體反轉(zhuǎn)形成聚-3羥基丁酸（R）-3-羥基乙酰輔酶A前體?；谏鲜鯬HB的合成原理，本文筆者在實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中采用乙酸鈉為碳源，來(lái)進(jìn)行利活性污泥合成PHB的實(shí)驗(yàn)。PHB合成實(shí)驗(yàn)主要包括三個(gè)部分：（1）合成PHB的微生物菌種：通過(guò)對(duì)活性污泥進(jìn)行好氧菌馴化來(lái)提供菌種，通過(guò)好氧動(dòng)態(tài)供料法在序批式反應(yīng)器（sequencing batch reactor，SBR）中對(duì)已經(jīng)過(guò)良好培養(yǎng)的活性污泥進(jìn)行為期三個(gè)月的活性污泥馴化，以富集PHB積累菌；（2）合成PHB的碳源：本實(shí)驗(yàn)碳源由乙酸鈉提供；（3）PHB的發(fā)酵培養(yǎng)條件：如溶解氧濃度、PH、溫度、F/M（碳源濃度）、氮濃度等。

實(shí)驗(yàn)開始前，分別測(cè)定活性污泥和乙酸鈉的初始質(zhì)量濃度，通過(guò)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中典型周期內(nèi)對(duì)活性污泥合成PHB的觀察，來(lái)研究活性污泥吸收乙酸鈉、累積PHB以及活性污泥的生長(zhǎng)情況，并找出馴化后活性污泥非平衡生長(zhǎng)和PHB積累的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果表明，若瞬時(shí)投加高濃度碳源，PHB的最終合成含量較低：即在大量碳源存在（925.7 mgC/L）的情況下，活性污泥合成大分子聚合物PHB的生長(zhǎng)形式，表現(xiàn)為非平衡生長(zhǎng)，其生長(zhǎng)主要是由于活性污泥細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)藏PHB引起的。為了進(jìn)一步地提高活性污泥中PHB的合成含量，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，筆者通過(guò)對(duì)包括溶解氧濃度、PH、溫度、F/M（碳源濃度）、氮濃度等在內(nèi)的多種生長(zhǎng)環(huán)境因素進(jìn)行不同程度的調(diào)節(jié)，來(lái)觀察各因素對(duì)活性污泥合成PHB的影響，以幫助確定利用活性污泥合成PHB的最佳生長(zhǎng)條件。研究發(fā)現(xiàn)各因素對(duì)活性污泥合成PHB的過(guò)程均有影響，但成都各不相同，具體而言表現(xiàn)為：（1）隨著碳源濃度升高，利用活性污泥合成PHB的量也隨之逐漸增加；其中當(dāng)碳源濃度為700 mgC/L時(shí)，活性污泥中PHB的合成量于9 h達(dá)到最高值970 mg/L，而當(dāng)碳源濃度高于700 mgC/L時(shí)，活性污泥中PHB的合成反應(yīng)超過(guò)9 h后，PHB的濃度便不再升高；（2）小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)活性污泥的PH值時(shí)，發(fā)現(xiàn)對(duì)PHB的合成影響不大，這也說(shuō)明了PHB合成過(guò)程中的代謝產(chǎn)物具有一定的PH酸堿度緩沖協(xié)調(diào)性；（3）當(dāng)以缺氮為活性污泥中PHB合成過(guò)程的限制因子時(shí)，測(cè)量活性污泥生物量，發(fā)現(xiàn)活性污泥生物量的增加主要是由于PHB的新合成引起，且其他殘余生物量不增加，并且在缺氮條件下，活性污泥合成PHB的量最高可占質(zhì)量分?jǐn)?shù)的60%以上；（4）在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)設(shè)置不同的溫度梯度發(fā)現(xiàn)，相同條件下溫度為20 ℃時(shí)，PHB的合成量可達(dá)到最大，故初步確定本實(shí)驗(yàn)條件下活性污泥合成PHB的適宜溫度為20 ℃；（5）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，提高溶解氧濃度則明顯加速了底物的吸收和PHB的儲(chǔ)存，但是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中欲繼續(xù)加大溶解氧濃度時(shí)發(fā)現(xiàn)，過(guò)高的通氣量很不利于PHB的積累，相反，若適當(dāng)限制空氣流量則更有利于PHB的合成，且實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)將空氣流量控制為78 L/h時(shí)，乙酸鈉的PHB轉(zhuǎn)化率可達(dá)到最大。

上述PHB合成實(shí)驗(yàn)最終得出好氧動(dòng)態(tài)供料法馴化后的活性污泥具有較強(qiáng)的PHB合成能力，且活性污泥生長(zhǎng)緩慢：其乙酸鈉消耗91.4%，其中53.4%的乙酸鈉被轉(zhuǎn)化為PHB，僅

3.1%乙酸鈉用于合成污泥活性生物量，供污泥生長(zhǎng)?？梢?，經(jīng)好氧菌馴化后的活性污泥在一定條件下有著很好的PHB合成能力，這不失為資源化利用活性污泥的一種有效途徑。

總之，PHB作為一種生物可降解塑料，在實(shí)際生活中有著重要的應(yīng)用價(jià)值，這也使得進(jìn)行活性污泥合成PHB的實(shí)驗(yàn)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)這一研究也為以后進(jìn)一步探究資源化利用活性污泥的有效途徑打下了良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]司紅巖，向天成.聚羥基脂肪酸酯的生物合成研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（10）.

[2]陳泉.重組大腸桿菌生產(chǎn)短鏈聚羥基脂肪酸酯PHB及PHBV的途徑構(gòu)建與代謝改造[D].山東大學(xué)，2011.

[3]謝爽，利用污水污泥和高濃度二氧化碳培養(yǎng)海洋微藻技術(shù)研究[D].中國(guó)海洋大學(xué)，2010.

篇4

[關(guān)鍵詞]天然材料 包裝設(shè)計(jì) 方法 歸納

當(dāng)今，由包裝產(chǎn)生的廢棄物已成為城市垃圾的主要來(lái)源，并由此引發(fā)了資源大量浪費(fèi)、生態(tài)環(huán)境污染等問(wèn)題。由包裝產(chǎn)生的廢棄物的污染僅次于水質(zhì)污染、海洋湖泊污染和空氣污染，處于第四位。據(jù)專家估計(jì)，我國(guó)每年產(chǎn)生的包裝制品有70%在使用后被丟棄，這些包裝廢棄物不可分解、不可回收，長(zhǎng)期存在于環(huán)境中，嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境。這就要求包裝材料的選擇應(yīng)具有可分解、回收再生、無(wú)污染的環(huán)保特性。天然包裝材料就具有許多優(yōu)良的環(huán)保性能。

在全球生態(tài)危機(jī)的蔓延態(tài)勢(shì)中，細(xì)看中國(guó)近三十年的經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，更是一場(chǎng)污染環(huán)境和消耗資源的戰(zhàn)爭(zhēng)，所以我們必須改變傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，并努力匹配與之相適的新型設(shè)計(jì)觀念，從更高層次上實(shí)現(xiàn)社會(huì)進(jìn)步與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。黨的十六屆五中全會(huì)上，中央首次把建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)確定為國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃的一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)，對(duì)于全面落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，不斷提高資源環(huán)境的保障能力，實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)又快又好地發(fā)展具有重要意義。由此可見，生態(tài)問(wèn)題的日益嚴(yán)峻已引起國(guó)家和社會(huì)的高度重視，具體延伸到與生活環(huán)境息息相關(guān)并肩負(fù)重大責(zé)任的包裝設(shè)計(jì)，包裝的未來(lái)該如何發(fā)展才能為人類提供更優(yōu)質(zhì)的生活服務(wù)，更有效地去節(jié)約資源并維系美好的家園？這些問(wèn)題引起了廣大設(shè)計(jì)師群體的積極反思和深入探索。

隨著21世紀(jì)環(huán)保的綠色理念的提出，掀起了以保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源為中心的綠色革命，綠色包裝已是世界包裝變革的必然趨勢(shì)。我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題日益關(guān)注，并建立起我國(guó)的綠色包裝工業(yè)體系。在材料使用方面要求多使用可進(jìn)行生物降解和再生循環(huán)的材料進(jìn)行包裝，現(xiàn)代商品包裝已經(jīng)進(jìn)入了綠色包裝的嶄新階段。

一、向大自然學(xué)習(xí)，尋找靈感

自然是一切原創(chuàng)的源泉。既然任何藝術(shù)構(gòu)想和設(shè)計(jì)都不能背離自然及其法則，都是對(duì)自然物象的認(rèn)知和感受，古代先民因涯成窯，構(gòu)木為巢，挖土為穴，乃至演變成后來(lái)的房屋、居舍和現(xiàn)代的高樓華廈，最初只是效法動(dòng)物巢穴以及自然洞穴，像陜北的窯洞、東北的地窯等等。又如飛行器、汽車，無(wú)不是仿效自然的結(jié)果?？梢赃@樣說(shuō)，人類文明的每一次進(jìn)步，都是模仿自然、效仿自然并且產(chǎn)生一定突破的結(jié)果。人類由仿而生，并最終總結(jié)了一套高妙的仿生學(xué)理論，我們?cè)诖擞懻摰陌b的形態(tài)設(shè)計(jì)，之所以強(qiáng)調(diào)自然態(tài)，就是因?yàn)槲覀円獙⑦@種自然態(tài)作為包裝的形態(tài)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法，向大自然學(xué)習(xí)，尋找靈感。

古人發(fā)明了各種天然包裝容器象芭蕉葉、芋頭葉、蓮藕葉、竹葉、竹簡(jiǎn)、蛋殼、葫蘆、牛角、動(dòng)物膀胱等，以及更高一級(jí)的竹簍、竹籃、藤籃、麻袋、樺樹皮盒、竹盒等等做的各種容器。這些七、八千年前就已被先人運(yùn)用的器物，我們今天仍在運(yùn)用。古人對(duì)天然材料的應(yīng)用在今天面對(duì)環(huán)境污染情況下，逼迫我們重新審視其新的意義，重新審視古人合理的、環(huán)保的生產(chǎn)、生活方式部分，對(duì)自然形態(tài)進(jìn)行深入分析研究，挖掘自然形態(tài)中科學(xué)合理的原理應(yīng)用于現(xiàn)代包裝的生產(chǎn)、加工和使用過(guò)程中，對(duì)現(xiàn)代包裝設(shè)計(jì)教育產(chǎn)生更科學(xué)的訓(xùn)練手段以及包裝設(shè)計(jì)自身的靈感激發(fā)都有不可估量的意義。

二、天然材料包裝需要簡(jiǎn)化包裝結(jié)構(gòu)，符合綠色包裝概念

包裝設(shè)計(jì)從材料選擇、結(jié)構(gòu)功能、制作過(guò)程、包裝方式、儲(chǔ)運(yùn)方式、產(chǎn)品使用和廢品回收等諸多方面入手，全方位參考資源的利用和環(huán)境影響及解決辦法。在設(shè)計(jì)中始終貫穿節(jié)約的原則，盡可能降低能耗、便于拆卸，使材料和部件能得到再循環(huán)使用。

包裝既需要大批量的標(biāo)準(zhǔn)化，也需要小批量的個(gè)性化；既要有材料科學(xué)的理性，也離不開材料親和的人性。作為設(shè)計(jì)師只有對(duì)不同類型的材料多加了解，并善加應(yīng)用，才能使包裝更好地服務(wù)于商品，滿足于大眾。

天然材料體現(xiàn)環(huán)保理念，更符合時(shí)代的發(fā)展需求。天然材料包裝的材料是集科技、環(huán)保、節(jié)能、可循環(huán)、可生物降解或反復(fù)使用的功能性為一體的，達(dá)到保護(hù)產(chǎn)品與環(huán)保的雙重作用，同時(shí)還應(yīng)該考慮材料的易加工性，以及在包裝時(shí)的方便性，好包好裝、好封合的性能。

從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，包裝的功能性應(yīng)更加注重人性化設(shè)計(jì)理念，它應(yīng)該是集科學(xué)性、美觀性、功能性為一體的，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)采用合理、現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法。從人性化與實(shí)用性方面使包裝結(jié)構(gòu)變得更加生動(dòng)、便利。設(shè)計(jì)合理便捷的開啟方式；帶有娛樂(lè)性的包裝結(jié)構(gòu)，拉近使用者與產(chǎn)品的距離；使消費(fèi)者達(dá)到最大的實(shí)惠與最美的享受；運(yùn)用科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表現(xiàn)新材料與新工藝的巧妙結(jié)合，它不僅對(duì)制造工藝有所要求，更從拉、按、擰、蓋等結(jié)構(gòu)上力求最大限度的滿足人體工學(xué)的要求，能給消費(fèi)者帶來(lái)便利與身心的愉悅。在這樣一個(gè)人與人之間越來(lái)越缺乏溝通的時(shí)代，人性化的包裝結(jié)構(gòu)無(wú)疑拉近了人與物的距離，這也是簡(jiǎn)約包裝結(jié)構(gòu)的最終體現(xiàn)，它的創(chuàng)新與改變具有無(wú)限的深挖潛能，使包裝更友好、更親切，使生活變得更有滋有味。

對(duì)于包裝結(jié)構(gòu)而言，如何通過(guò)最低的成本獲得完美又實(shí)用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是經(jīng)濟(jì)型原則的最終標(biāo)準(zhǔn)。在包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了材料的選擇和新技術(shù)的選用對(duì)成本有影響之外，在儲(chǔ)運(yùn)、銷售等環(huán)節(jié)，容器結(jié)構(gòu)的合理性也是控制成本的一個(gè)重要因素。如果結(jié)構(gòu)繁瑣，就會(huì)大大降低生產(chǎn)效率，無(wú)形中給商品增加成本。

落實(shí)到具體商品、具體流通環(huán)境時(shí)，相應(yīng)的在商品包裝上不僅要注重材料選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的環(huán)保、簡(jiǎn)約、實(shí)用以及更人性化，還應(yīng)注重包裝的回收與再利用。因此，隨著對(duì)天然材料包裝設(shè)計(jì)研究的不斷深入，天然材料中的“綠色因素”所涵蓋的內(nèi)容和范圍遠(yuǎn)比人們想象的要寬廣得多，它是對(duì)綠色環(huán)保包裝的詮釋，這種包裝形式將“綠色”的含義擴(kuò)大化、從最初的環(huán)保、節(jié)能、降耗拓展為對(duì)審美、健康、便利、宜人的訴求，從純粹的物質(zhì)需求上升到了既要物質(zhì)也包涵精神追求的更高境界。

在部分人心目中， 綠色包裝往往被片面地理解為包裝產(chǎn)品的綠化， 錯(cuò)誤地將易降解材料制成的產(chǎn)品視為綠色包裝， 而不問(wèn)該產(chǎn)品的生產(chǎn)是否造成污染和浪費(fèi)，也不問(wèn)包裝產(chǎn)品在使用后的再利用， 出現(xiàn)了一些對(duì)綠色包裝的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。如將紙包裝一律視為綠色包裝， 將塑料包裝則置于綠色包裝的對(duì)立面， 甚至提出全面實(shí)行以紙代塑的口號(hào)。殊不知， 紙包裝如果回收處理不當(dāng)就不符合綠色包裝的要求， 而塑料包裝如果實(shí)現(xiàn)了減量化、資源化等目標(biāo)就是綠色包裝所提倡的。目前國(guó)際上流行的“可降解新型塑料”具有廢棄后自行分解消失、不污染環(huán)境的優(yōu)良品質(zhì)。德國(guó)發(fā)明了一種由淀粉做的、遇到流質(zhì)不溶化的包裝杯，可以盛裝奶制品，這項(xiàng)發(fā)明為德國(guó)節(jié)省40億只塑料瓶，其廢棄后也容易分解掉。美國(guó)研究出一種以淀粉和合成纖維為原料的塑料袋，它可在大自然中分解成水和二氧化碳。荷蘭和意大利等國(guó)已立法規(guī)定某些塑料包裝材料必須采用可降解塑料，有害環(huán)境的包裝一律不得投放市場(chǎng)。

天然材料包裝設(shè)計(jì)的努力方向是：更新設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)觀念，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，以產(chǎn)品為中心，充分考慮與其相關(guān)的社會(huì)——經(jīng)濟(jì)——技術(shù)因素，對(duì)產(chǎn)品的全壽命周期進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品在實(shí)現(xiàn)自身功能的同時(shí)，兼顧資源、環(huán)境因素和用戶的綠色感知因素，以及對(duì)整個(gè)人類思想意識(shí)的重要導(dǎo)向作用，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展。

三、天然材料的“綠色包裝”需要對(duì)包裝生產(chǎn)進(jìn)行有效管控

一是標(biāo)準(zhǔn)控制，即對(duì)包裝物的容積、包裝物與商品之間的間隙、包裝層數(shù)、包裝成本與商品價(jià)值的比例等設(shè)定限制標(biāo)準(zhǔn)。二是經(jīng)濟(jì)手段控制，對(duì)非紙制包裝和不能滿足回收要求的包裝征收包裝稅；另外，通過(guò)垃圾計(jì)量收費(fèi)，引導(dǎo)消費(fèi)者選擇簡(jiǎn)單包裝。三是加大生產(chǎn)者責(zé)任，規(guī)定由商品生產(chǎn)者負(fù)責(zé)回收商品包裝，通?？梢圆捎醚航鹬频霓k法委托有關(guān)商業(yè)機(jī)構(gòu)回收包裝。為便于回收，生產(chǎn)者會(huì)主動(dòng)選擇使用材料少、容易回收的包裝設(shè)計(jì)。

四、總結(jié)：

技術(shù)與自然環(huán)境的和諧關(guān)系是科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展的和諧統(tǒng)一，我們主張對(duì)自然、對(duì)環(huán)境的尊重和保護(hù)并不是排斥引發(fā)生態(tài)危機(jī)的現(xiàn)代技術(shù)，而是主張革新人對(duì)于技術(shù)利用的態(tài)度和觀念，理性地運(yùn)用技術(shù)來(lái)服務(wù)人與環(huán)境的和諧發(fā)展?，F(xiàn)代包裝設(shè)計(jì)注重環(huán)境意識(shí)對(duì)設(shè)計(jì)觀念的更新和生態(tài)技術(shù)在包裝生產(chǎn)中的應(yīng)用，是減少不可再生資源的消耗、保護(hù)和充分利用可再生資源、降低能耗的現(xiàn)實(shí)需要。在設(shè)計(jì)和創(chuàng)作過(guò)程中，設(shè)計(jì)師對(duì)新的材料生產(chǎn)技術(shù)、新工藝必須進(jìn)行深入地了解，不斷更新設(shè)計(jì)觀念和表現(xiàn)手段，以適應(yīng)時(shí)代和社會(huì)發(fā)展對(duì)設(shè)計(jì)師的工作需求。

可持續(xù)發(fā)展觀對(duì)天然材料包裝設(shè)計(jì)的指導(dǎo)表現(xiàn)為包裝材料的選擇應(yīng)符合最少化、資源化、可回收再利用等與環(huán)境友好的原則。挖掘原本一次性使用的包裝再利用的可能性，令使用后的包裝物具有新的利用價(jià)值，是最大限度發(fā)揮產(chǎn)品作用、合理利用資源的有效途徑。 （責(zé)任編輯：翁婷皓）

參考文獻(xiàn)：

[1]張燕.論楚國(guó)漆器藝術(shù)的成就及其成因[J].美術(shù)與設(shè)計(jì).2004（2）：29.

篇5

河南省建設(shè)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)的重要性和緊迫性

全球每年生物質(zhì)的總量大約在1.7×1011 噸，估計(jì)現(xiàn)在只有6.0×109 噸生物質(zhì)（約占總量的3.5%）被人類利用。按照能源當(dāng)量計(jì)算，生物質(zhì)能僅次于煤炭、石油、天然氣，位列第四，占世界一次能源消耗的14%，是國(guó)際社會(huì)公認(rèn)的能夠緩解能源危機(jī)的有效資源和最佳替代方式，是最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?。目前，生物質(zhì)能化利用的主要方向包括：生物液體燃料、生物燃?xì)?、生物質(zhì)成型燃料、生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)化工等方向。生物質(zhì)能產(chǎn)品既有熱與電，又有固、液、氣三態(tài)的多種能源產(chǎn)品，以及生物化工原料等眾多的生物基產(chǎn)品，這些特質(zhì)與功能是其他所有物理態(tài)清潔能源所不具備的。

據(jù)國(guó)際能源署統(tǒng)計(jì)，在所有可再生能源中，生物質(zhì)能源的比例已經(jīng)占到了77%，其中生物質(zhì)發(fā)電、液體生物燃料和沼氣分別占生物質(zhì)能源利用總量35%、31%和31%。

很多國(guó)家成立專門的生物質(zhì)能管理機(jī)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)相關(guān)政策的制定以及部門的協(xié)調(diào)事宜，如巴西“生物質(zhì)能委員會(huì)”，印度“國(guó)家生物燃料發(fā)展委員會(huì)”，美國(guó)“生物質(zhì)能管理辦公室”等。

很多國(guó)家都制定了關(guān)于生物質(zhì)能發(fā)展的長(zhǎng)期規(guī)劃，確定了具體的發(fā)展目標(biāo)，如美國(guó)“能源農(nóng)場(chǎng)計(jì)劃”，巴西燃料乙醇和生物柴油計(jì)劃，法國(guó)生物質(zhì)發(fā)展計(jì)劃，日本“新陽(yáng)光計(jì)劃”，印度“綠色能源”工程等。各國(guó)都采取了積極務(wù)實(shí)的生物質(zhì)能源發(fā)展政策與措施，如歐盟主要采取了高價(jià)收購(gòu)、投資補(bǔ)貼、減免稅費(fèi)以及配額制度等。美國(guó)主要采取了擔(dān)保貸款、補(bǔ)助資金和減免稅費(fèi)等。

2011年，最具代表性的生物燃料――燃料乙醇全球產(chǎn)量達(dá)到了7 000萬(wàn)噸，美國(guó)燃料乙醇產(chǎn)量達(dá)到4 170萬(wàn)噸。近期美國(guó)已把生物質(zhì)能的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向第二代先進(jìn)生物燃料，《能源獨(dú)立與安全法》（EISA）強(qiáng)制要求2022年生物燃料用量達(dá)到1.1億噸，其中先進(jìn)生物燃料為6 358.8萬(wàn)噸。第二代生物燃料指“壽命周期內(nèi)溫室氣體排放比參考基準(zhǔn)減少50%以上的、玉米乙醇以外的可再生燃料”，主要包括纖維乙醇、沼氣、微藻生物柴油等。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，美國(guó)政府采用了投資補(bǔ)助和運(yùn)行補(bǔ)貼（每加侖1.01美元，約合2 123元/噸，按匯率6.3計(jì)算）等方式大力鼓勵(lì)先進(jìn)生物燃料相關(guān)的研發(fā)、中試、示范和商業(yè)化項(xiàng)目建設(shè)，已建試驗(yàn)、示范裝置45套，預(yù)計(jì)2～3年內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

生物質(zhì)成型燃料方面，歐美的發(fā)展最為發(fā)達(dá)，其主要以木質(zhì)生物質(zhì)為原料生產(chǎn)顆粒燃料，其成型燃料技術(shù)及設(shè)備的研發(fā)已經(jīng)基本成熟，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系也比較完善，形成了從原料收集、儲(chǔ)藏、預(yù)處理到成型燃料生產(chǎn)、配送和應(yīng)用的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。截至2010年，德國(guó)、瑞典、加拿大、美國(guó)、奧地利、芬蘭、意大利、波蘭、丹麥和俄羅斯等歐美國(guó)家的生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)量達(dá)到了1 000萬(wàn)噸以上。

美國(guó)POET公司、美國(guó)杜邦公司、意大利M&G公司、西班牙Abengoa公司等將于2014年前運(yùn)行5萬(wàn)噸以上規(guī)模的纖維乙醇廠。

生物質(zhì)精細(xì)化工產(chǎn)品目前已達(dá)1 100多種，如乙二醇、乳酸、丁二酸、丁醇、2，3-丁二醇、乙酰丙酸、木糖醇、檸檬酸、山梨醇等。據(jù)分析，從生物質(zhì)制取的化學(xué)品現(xiàn)已占化學(xué)品總銷售額10%以上，并以每年7%～8%的速率增長(zhǎng)。美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)預(yù)測(cè)，到2020年，將有50%的有機(jī)化學(xué)品和材料產(chǎn)自生物質(zhì)原料。殼牌公司認(rèn)為，世界植物生物質(zhì)的應(yīng)用規(guī)模在2060年將超過(guò)石油。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)生物質(zhì)能化開發(fā)利用將向原料多元化、產(chǎn)品多樣化、利用高值化、生產(chǎn)清潔化方向轉(zhuǎn)變，纖維乙醇生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降，與糧食乙醇相比將具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，成為液體生物燃料的主流產(chǎn)品;大中型沼氣是極具潛力的新興生物能源方向;以纖維素糖為平臺(tái)的生物化工產(chǎn)業(yè)的興起，將減少對(duì)化石資源的依賴，促進(jìn)綠色發(fā)展。遠(yuǎn)期生物質(zhì)快速熱解制生物燃料和微藻生物燃料也將有較大的發(fā)展空間。

總體上看，我國(guó)以燃料乙醇為代表的生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本達(dá)到世界先進(jìn)水平，推廣使用技術(shù)成熟可靠、安全可行。在法律、政策、規(guī)劃、試點(diǎn)等方面開展了創(chuàng)造性的工作，為今后的工作打下了基礎(chǔ)。

河南生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)

作為農(nóng)業(yè)大省，河南生物質(zhì)資源非常豐富。僅農(nóng)業(yè)剩余物的干重量每年為7 000萬(wàn)噸，占全國(guó)1/10。林業(yè)剩余物資源量每年為2 000多萬(wàn)噸，其中生態(tài)能源林近期規(guī)劃500多萬(wàn)畝，遠(yuǎn)景規(guī)劃1 200萬(wàn)畝。

河南省生物質(zhì)能化開發(fā)利用起步較早，2004年即在全國(guó)率先實(shí)現(xiàn)了乙醇汽油全覆蓋，成功創(chuàng)造了乙醇汽油推廣的“河南模式”。目前，河南省生物質(zhì)能化利用主要涵蓋了生物質(zhì)成型燃料、液體燃料、氣體燃料和發(fā)電等方向，涉及燃料乙醇、纖維乙醇、沼氣、成型燃料、生物柴油、生物質(zhì)發(fā)電、乙二醇、乳酸等產(chǎn)品，2010年生物質(zhì)能利用折標(biāo)煤420萬(wàn)噸。

液體生物燃料產(chǎn)品產(chǎn)量超過(guò)70萬(wàn)噸居全國(guó)第一，其中燃料乙醇產(chǎn)量超過(guò)60萬(wàn)噸，約占全國(guó)的30%，燃料乙醇消費(fèi)量超過(guò)30萬(wàn)噸。2009年底，河南天冠建成投產(chǎn)了全球第一條萬(wàn)噸級(jí)秸稈纖維乙醇生產(chǎn)裝置，實(shí)現(xiàn)連續(xù)規(guī)?；a(chǎn)，建立了完整的工藝路線，掌握了多項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)，部分指標(biāo)接近或超過(guò)國(guó)外先進(jìn)水平，已經(jīng)通過(guò)了國(guó)家驗(yàn)收，具備了進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化放大和推廣的條件。全省能源林面積超過(guò)300萬(wàn)畝，開展了生物柴油的實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)，具備了規(guī)?；a(chǎn)的技術(shù)能力。

建成了國(guó)內(nèi)最早的工業(yè)化沼氣項(xiàng)目并獲得了廣泛推廣和應(yīng)用，擁有全球最大的1.5億立方米/年工業(yè)化沼氣裝置，配套3.6萬(wàn)千瓦沼氣發(fā)電項(xiàng)目已經(jīng)并網(wǎng)發(fā)電，同時(shí)供40萬(wàn)戶居民生活、2 500輛公交和出租車使用。農(nóng)村戶用沼氣達(dá)到361萬(wàn)戶，普及率18%，大中型沼氣達(dá)到2 360處。

生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)45萬(wàn)千瓦居全國(guó)前列，年發(fā)電量約10.6億千瓦時(shí)。

目前，河南省生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)品產(chǎn)能已超過(guò)30萬(wàn)，年產(chǎn)量20多萬(wàn)噸，居華中地區(qū)首位，其中建立位于河南省汝州市的生物質(zhì)壓塊燃料生產(chǎn)工程，目前年產(chǎn)生物質(zhì)成型燃料3萬(wàn)噸，正在形成年產(chǎn)10萬(wàn)噸的生產(chǎn)基地，通過(guò)示范建設(shè)，建立了壓塊成型燃料生產(chǎn)廠原料最佳收集模式、清潔生產(chǎn)模式、成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，生產(chǎn)電耗為40kW?h/t～50kW?h/t，實(shí)現(xiàn)了壓塊成型燃料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。建立在洛陽(yáng)偃師市和河南汝州市的成型燃料設(shè)備生產(chǎn)基地，目前正在形成年產(chǎn)300臺(tái)套的生產(chǎn)能力。

生物制氫方面國(guó)內(nèi)還沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化，近幾年，國(guó)內(nèi)少數(shù)學(xué)者主要圍繞提高光合細(xì)菌的光轉(zhuǎn)化效率等方面，著手對(duì)光合細(xì)菌制氫進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并取得了一些重要進(jìn)展。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)在國(guó)家自然科學(xué)基金、863計(jì)劃等項(xiàng)目支持下，正在按照生產(chǎn)性工藝條件進(jìn)行太陽(yáng)能光合生物制氫技術(shù)及相關(guān)機(jī)理的研究，并且已經(jīng)取得了一定的突破，成為河南省重要的制氫技術(shù)儲(chǔ)備。

生物質(zhì)化工產(chǎn)品總產(chǎn)量超過(guò)10萬(wàn)噸。河南財(cái)鑫集團(tuán)2010年建成纖維乙二醇中試裝置，形成了整套工藝技術(shù)，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，正在進(jìn)行萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化示范;河南宏業(yè)生化2011年建成全球首套生物質(zhì)清潔生產(chǎn)2萬(wàn)噸/年糠醛聯(lián)產(chǎn)乙酸裝置，已實(shí)現(xiàn)連續(xù)規(guī)?；a(chǎn)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、鄭州大學(xué)、河南能源研究所等一批科研機(jī)構(gòu)有較強(qiáng)的生物質(zhì)能源研發(fā)實(shí)力。

河南省從事生物質(zhì)能研發(fā)和產(chǎn)業(yè)推廣的單位上百家。

2013年，生物質(zhì)能化產(chǎn)品總產(chǎn)值超過(guò)100億元。

總體來(lái)說(shuō)，河南省生物質(zhì)能開發(fā)利用起步較早，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，其中燃料乙醇、沼氣和秸稈成型燃料等技術(shù)和裝備居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。

河南省發(fā)展生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)的總體要求

堅(jiān)持資源開發(fā)與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合，以不犧牲農(nóng)業(yè)和糧食、生態(tài)和環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)，科學(xué)開發(fā)鹽堿地、“三荒”地等宜能非耕地，規(guī)?；N植新型非糧能源作物與生態(tài)能源林，加強(qiáng)農(nóng)林牧剩余物資源、城市生活垃圾與工業(yè)有機(jī)廢水、廢渣管理，堅(jiān)持梯級(jí)利用、吃干榨凈，建立標(biāo)準(zhǔn)化生物質(zhì)能化原料收儲(chǔ)運(yùn)供應(yīng)體系，推動(dòng)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展。

堅(jiān)持頂層設(shè)計(jì)與先行先試相結(jié)合，把握世界生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，統(tǒng)籌謀劃國(guó)家生物質(zhì)能化發(fā)展的新模式、新途徑，破解關(guān)鍵制約瓶頸和體制機(jī)制障礙，以資源、技術(shù)、市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀為前提，在河南先行先試，以點(diǎn)帶面，積極推進(jìn)，努力探索具有示范帶動(dòng)意義的生物質(zhì)能化全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式。

堅(jiān)持自主創(chuàng)新與開放合作相結(jié)合，立足現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，整合聚集國(guó)內(nèi)研發(fā)力量和專有技術(shù)，強(qiáng)力推進(jìn)生物質(zhì)能化核心技術(shù)開發(fā)，加快關(guān)鍵裝備集成，占領(lǐng)世界生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展新高地。開展國(guó)際交流與合作，合理引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)、裝備與人才，帶動(dòng)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。

堅(jiān)持重點(diǎn)突破與整體推進(jìn)相結(jié)合，以纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化為突破重點(diǎn)，推進(jìn)沼氣高值化利用、生物化工和生物質(zhì)能化裝備規(guī)?；a(chǎn)，加快纖維丁醇、航空生物燃料、微藻生物柴油、生物質(zhì)快速熱解制生物燃料等先進(jìn)產(chǎn)品與工藝研發(fā)步伐，整體推進(jìn)生物質(zhì)能化高起點(diǎn)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用，培育規(guī)模大水平高的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

堅(jiān)持政府推動(dòng)與市場(chǎng)運(yùn)作相結(jié)合，發(fā)揮政府主導(dǎo)作用，制定積極的產(chǎn)業(yè)政策，引導(dǎo)多種經(jīng)濟(jì)主體投入，扶持生物質(zhì)能化企業(yè)規(guī)?；l(fā)展。建立有效的市場(chǎng)激勵(lì)機(jī)制，營(yíng)造良好發(fā)展環(huán)境，發(fā)揮市場(chǎng)配置基礎(chǔ)作用，以市場(chǎng)開拓帶動(dòng)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

在發(fā)展目標(biāo)上，充分發(fā)揮河南生物質(zhì)能化開發(fā)利用的資源、技術(shù)和實(shí)踐優(yōu)勢(shì)，集聚優(yōu)勢(shì)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，吸引國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能化領(lǐng)域領(lǐng)軍人才，開展生物質(zhì)能化資源梯級(jí)循環(huán)利用，做大做強(qiáng)生物能源裝備制造業(yè)，在全國(guó)率先建成規(guī)模最大、實(shí)力最強(qiáng)、技術(shù)最先進(jìn)的生物質(zhì)能化示范區(qū)，全面發(fā)揮示范區(qū)的示范、輻射和帶動(dòng)作用，打造全國(guó)的生物質(zhì)能化源科研、裝備制造和推廣應(yīng)用基地，占領(lǐng)世界可再生能源領(lǐng)域新高地。

近期目標(biāo)（2014-2015年）：規(guī)劃投資200億元以上，新增工業(yè)產(chǎn)值188億元以上。重點(diǎn)推進(jìn)纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化，穩(wěn)定糧食乙醇產(chǎn)量，纖維乙醇生產(chǎn)能力達(dá)到50萬(wàn)噸/年，纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)能力達(dá)到10萬(wàn)噸/年，聯(lián)產(chǎn)糠醛達(dá)到5萬(wàn)噸/年，新增大中型沼氣生產(chǎn)能力16.5億立方米。生物柴油總生產(chǎn)能力達(dá)到50萬(wàn)噸/年，其中高品質(zhì)航空燃油占10%以上。新增年產(chǎn)5～10萬(wàn)噸的成型燃料生產(chǎn)基地2個(gè)，生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)能力達(dá)100萬(wàn)噸;初步奠定生物質(zhì)能化示范省產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，確立生物質(zhì)能化發(fā)展基本模式。

中期目標(biāo)（2016-2020年）：規(guī)劃投資1 000億元以上，新增工業(yè)產(chǎn)值1 600億元以上，其中裝備制造700億元。纖維乙醇生產(chǎn)能力達(dá)到300萬(wàn)噸/年，纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)能力達(dá)到50萬(wàn)噸/年，聯(lián)產(chǎn)糠醛達(dá)到50萬(wàn)噸/年，新增大中型沼氣生產(chǎn)能力62億立方米。生物柴油總生產(chǎn)能力達(dá)到400萬(wàn)噸/年，其中高品質(zhì)航空燃油占30%以上。建成500個(gè)左右的生物質(zhì)成型燃料加工點(diǎn)，形成約250萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力。帶動(dòng)生物質(zhì)能化技術(shù)升級(jí)，基本建成國(guó)家生物質(zhì)能化示范省。

河南省生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重點(diǎn)任務(wù)

重點(diǎn)發(fā)展纖維乙醇、纖維乙二醇、纖維柴油、糠醛、沼氣，實(shí)施醇電、醇?xì)狻⒋挤?、醇化多形式?lián)產(chǎn)，著力提升農(nóng)林剩余物的資源化利用水平;積極建設(shè)工業(yè)、畜牧業(yè)、農(nóng)村大中型沼氣工程，提高城鄉(xiāng)有機(jī)垃圾資源化利用水平，加快構(gòu)建新型農(nóng)村社區(qū)配套的分布式生物能源體系;積極拓展生物質(zhì)化工，初步形成規(guī)模化的生物化工產(chǎn)業(yè)鏈;完善生物質(zhì)成型燃料體系的原料收集、儲(chǔ)存、預(yù)處理到成型燃料生產(chǎn)、配送和應(yīng)用的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，積極推進(jìn)生物質(zhì)成型燃料的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)及應(yīng)用模式，開拓生物質(zhì)成型燃料應(yīng)用新途徑，大規(guī)模進(jìn)行燃油、燃?xì)馓娲鷳?yīng)用，與煤炭形成相當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)力;大力推進(jìn)生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè);積極探索開展航空生物燃料、微藻生物柴油、快速熱解制生物燃料等先進(jìn)生物燃料技術(shù)示范。

（一）纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化

在纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化方面，圍繞纖維乙醇生產(chǎn)，著力提升纖維乙醇生產(chǎn)和綜合利用技術(shù)水平、裝備和自動(dòng)化水平，能源利用轉(zhuǎn)化效率和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。形成包括科技研發(fā)、裝備制造、工程設(shè)計(jì)建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、人才培養(yǎng)和隊(duì)伍建設(shè)在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)體系;形成秸桿采集、儲(chǔ)存、調(diào)運(yùn)、纖維素酶生產(chǎn)和配送、纖維乙醇生產(chǎn)與集中脫水加工等較為完備的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理模式，實(shí)現(xiàn)纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化重大突破。

1.纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化步驟

發(fā)揮天冠、中石化、中石油等能源骨干企業(yè)人才、技術(shù)、資金、管理和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，不斷提高生物質(zhì)資源能源化轉(zhuǎn)化效率，實(shí)現(xiàn)不同原料、不同規(guī)模、不同產(chǎn)品梯級(jí)開發(fā)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。因地制宜，結(jié)合城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè)，以產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為依托，采取不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模式，設(shè)計(jì)建設(shè)3～10萬(wàn)噸不同規(guī)模纖維乙醇廠。實(shí)施沼渣和爐灰還田，保持土地資源和糧食生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。

――采取“醇―氣”模式建設(shè)纖維乙醇工廠，實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素分類利用，纖維素生產(chǎn)乙醇，半纖維素生產(chǎn)沼氣聯(lián)產(chǎn)，木質(zhì)素殘?jiān)l(fā)電供熱。

――結(jié)合現(xiàn)有秸稈電廠，采取“醇―電”聯(lián)產(chǎn)模式，首先利用秸稈中的纖維素生產(chǎn)乙醇，剩余木質(zhì)素廢渣作為電廠燃料和半纖維素等產(chǎn)生的沼氣聯(lián)產(chǎn)發(fā)電，重點(diǎn)解決醇、氣、電一體化技術(shù)和裝備系統(tǒng)集成。

――在糠醛和木糖（醇）生產(chǎn)集中地區(qū)，整合糠醛、木糖（醇）生產(chǎn)規(guī)模，以玉米芯為原料，首先用半纖維素生產(chǎn)糠醛或木糖（醇），剩余糠醛或木糖渣中纖維素生產(chǎn)乙醇，剩余木質(zhì)素作為燃料發(fā)電，實(shí)現(xiàn)纖維乙醇、糠醛（木糖）和發(fā)電聯(lián)產(chǎn)，提升原料資源利用效率，解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)污染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)“醇―化―電”一體化發(fā)展新模式。

2.實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程

――開展纖維素酶生產(chǎn)技術(shù)提升研究，不斷提高菌種產(chǎn)酶效率，提升自控水平，進(jìn)一步降低纖維素酶生產(chǎn)和使用成本，建設(shè)配套生產(chǎn)和供應(yīng)基地。

實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程，重點(diǎn)開展纖維素酶生產(chǎn)、原料預(yù)處理、酶解發(fā)酵三大關(guān)鍵步驟技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步提高纖維乙醇的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

――加大能源植物優(yōu)選培育和能源作物基地建設(shè)力度，利用河南省未開發(fā)荒地，種植能源作物，提高原料畝產(chǎn)和纖維素含量，開展規(guī)?；茉醋魑锓N植。

――依托車用生物燃料技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，整合高校基礎(chǔ)研究資源，重點(diǎn)解決纖維素酶、木聚糖酶等多酶系生產(chǎn)菌種構(gòu)建，篩選優(yōu)化高效、耐逆菌株，提高纖維素酶生產(chǎn)效率和發(fā)酵酶活，提高多酶系酶解效率，實(shí)現(xiàn)纖維素酶生產(chǎn)和使用成本大幅降低。

――構(gòu)建高效、長(zhǎng)壽命、高耐受性代謝工程菌株，選育馴化適合工業(yè)化生產(chǎn)的混合糖發(fā)酵菌株，實(shí)現(xiàn)纖維素、半纖維素共同發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，提高原料轉(zhuǎn)化乙醇效率，建設(shè)萬(wàn)噸級(jí)技術(shù)示范工程。

――開發(fā)連續(xù)高效低能耗預(yù)處理技術(shù)和設(shè)備、提升同步糖化發(fā)酵、蒸餾濃縮耦合等工藝技術(shù)水平，形成3～10萬(wàn)噸工藝技術(shù)包。

（二）沼氣利用與農(nóng)村新能源體系建設(shè)

1.工業(yè)大中型沼氣與高值化利用

實(shí)施纖維乙醇-沼氣聯(lián)產(chǎn)，提升食品、輕工、化工、生物醫(yī)藥等行業(yè)的廢渣、廢液聯(lián)產(chǎn)沼氣水平，重點(diǎn)建設(shè)日產(chǎn)5萬(wàn)m3、10萬(wàn)m3以上的大規(guī)模工業(yè)化沼氣工程，通過(guò)高溫全混厭氧發(fā)酵、中溫上流式厭氧污泥床、膨脹顆粒污泥床相結(jié)合的工藝提高厭氧發(fā)酵COD去除率、擴(kuò)大沼氣消化液資源化利用規(guī)模，降低有機(jī)廢水好氧處理的負(fù)荷。開展以沼氣綜合利用為核心的企業(yè)泛能網(wǎng)示范，提高能源利用效率，減少污染物排放。鼓勵(lì)沼氣規(guī)模化生產(chǎn)生物天然氣入站入網(wǎng)，壓縮生物天然氣（CBNG）用作車用燃?xì)狻⒕用裼脷饧鞍l(fā)電。

工業(yè)大中型沼氣主要圍繞纖維乙醇、生物化工、食品等高濃度有機(jī)廢水、廢渣排放企業(yè)，按照集中就近原則，合理布局，優(yōu)先配套建設(shè)分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)。

2.農(nóng)村大中型沼氣和農(nóng)村新能源體系建設(shè)

按照?qǐng)?jiān)持走集約、智能、綠色、低碳的新型城鎮(zhèn)化道路的要求，將生態(tài)文明理念和原則全面融入新型農(nóng)村社區(qū)，構(gòu)建農(nóng)村新能源體系。以大中型沼氣建設(shè)為核心，加快農(nóng)村能源消費(fèi)升級(jí)，為新農(nóng)村建設(shè)提供高品位的清潔能源，提高農(nóng)村居民生活質(zhì)量，改善居住環(huán)境，推進(jìn)生物能源鎮(zhèn)（社區(qū)）示范，推動(dòng)綠色、健康、生態(tài)文明的新型農(nóng)村社區(qū)建設(shè)。依托大型養(yǎng)殖企業(yè)或利用秸稈建設(shè)大型沼氣集中供氣工程，并在條件具備的社區(qū)試點(diǎn)沼氣分布式能源，實(shí)現(xiàn)氣、電、熱聯(lián)供。開展農(nóng)村微電網(wǎng)示范，探索可持續(xù)的運(yùn)營(yíng)模式。開展太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和地?zé)崮懿膳⑻峁┥顭崴痉俄?xiàng)目建設(shè)。根據(jù)各地資源條件，開展沼氣、小水電、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能等多種能源組合的用能方式示范，探索適宜中部地區(qū)的農(nóng)村能源發(fā)展模式，推動(dòng)農(nóng)村新能源體系建設(shè)。

3.城市生活垃圾沼氣

在省轄市或地區(qū)性中心城市，結(jié)合城市污水和有機(jī)垃圾收集，建設(shè)大型或超大型工業(yè)沼氣工程。對(duì)生活垃圾進(jìn)行二次集中分類處理，構(gòu)建“有機(jī)廢棄物―厭氧發(fā)酵―沼氣發(fā)電―沼液沼渣制肥”等循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈條。在建或新建垃圾填埋場(chǎng)配套建設(shè)填埋氣回收裝置生產(chǎn)沼氣，鼓勵(lì)大中型垃圾填埋場(chǎng)建設(shè)沼氣發(fā)電機(jī)組。

4.生物質(zhì)熱解氣化

以城市廢棄物和農(nóng)村生物質(zhì)廢棄物為對(duì)象，結(jié)合工業(yè)園區(qū)的能源需求，建立熱電氣聯(lián)供的生物質(zhì)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)示范工程。大力推行區(qū)域集中處理模式和循環(huán)經(jīng)濟(jì)園、工業(yè)園等園區(qū)模式，選取已經(jīng)啟動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)程序的項(xiàng)目作為示范工程，真正做到科技與需求相結(jié)合、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)相結(jié)合。提高生物質(zhì)氣化技術(shù)水平，限制生物質(zhì)氣化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要原因是技術(shù)仍處于較低水平，未來(lái)的發(fā)展首先要解決技術(shù)問(wèn)題，包括加強(qiáng)生物質(zhì)氣化基礎(chǔ)理論研究，提高氣化爐工作效率、燃?xì)鈨艋剩岣哐b備系統(tǒng)穩(wěn)定性，增強(qiáng)系統(tǒng)自動(dòng)化程度，完善產(chǎn)業(yè)鏈各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，打造生物質(zhì)氣化技術(shù)流水線生產(chǎn)。擴(kuò)展氣化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，不但要將生物質(zhì)氣化技術(shù)應(yīng)用于木質(zhì)生物質(zhì)原料，還需根據(jù)生物質(zhì)原料來(lái)源及單位用途，發(fā)展適于工業(yè)生物質(zhì)、農(nóng)業(yè)生物質(zhì)、城市生活垃圾等多元生物質(zhì)氣化技術(shù)，并根據(jù)用途發(fā)展高品質(zhì)燃?xì)饧夹g(shù)、氣化供熱、發(fā)電、制冷等多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)氣化技術(shù)產(chǎn)業(yè)裝備生產(chǎn)的規(guī)?；?，提高裝備的設(shè)計(jì)水平，擴(kuò)大裝備的生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、大型化，并完善上下游相關(guān)企業(yè)單位，實(shí)現(xiàn)裝備技術(shù)的自主化設(shè)計(jì)制造，取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，構(gòu)建完整的生物質(zhì)氣化技術(shù)裝備設(shè)計(jì)與制造產(chǎn)業(yè)鏈。

5.生物質(zhì)制氫

河南省乃至我國(guó)的生物制氫技術(shù)尚未完全成熟，在大規(guī)模應(yīng)用之前尚需深入研究。目前需要解決的問(wèn)題還很多，如高效產(chǎn)氫菌種的篩選，產(chǎn)氫酶活性的提高，產(chǎn)氫反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最佳反應(yīng)條件的選擇等。生物制氫技術(shù)利用可再生資源，特別是利用有機(jī)廢水廢物為原料來(lái)生產(chǎn)氫氣，既保護(hù)了環(huán)境，又生產(chǎn)了清潔能源，隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)，生物制氫技術(shù)將逐步中試和投產(chǎn)，成為解決能源和環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。

（三）成型燃料產(chǎn)業(yè)化

在成型燃料產(chǎn)業(yè)化方面，發(fā)揮河南省科學(xué)院能源研究所有限公司、農(nóng)業(yè)部可再生能源重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室、河南省生物質(zhì)能源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、河南省秸稈能源化利用工程技術(shù)研究中心等科研院所的人才和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，依托河南省秋實(shí)新能源有限公司、河南奧科新能源發(fā)展有限公司、河南偃師新峰機(jī)械有限公司等企業(yè)，加大生物質(zhì)成型燃料的關(guān)鍵技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化推廣。完善生物質(zhì)成型燃料原料、工藝、產(chǎn)品、應(yīng)用等環(huán)節(jié)，建設(shè)原料收儲(chǔ)運(yùn)模式，優(yōu)化組合工藝生產(chǎn)線、降低能耗、提高自動(dòng)化控制程度，加大推廣力度和規(guī)模。

1.成型燃料產(chǎn)業(yè)化步驟

――根據(jù)河南省不同地域的生物質(zhì)原料分布產(chǎn)出規(guī)律，結(jié)合生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)模式及生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況，開展收儲(chǔ)運(yùn)的理論研究和試驗(yàn)示范，建立生物質(zhì)原料的收儲(chǔ)運(yùn)模式，解決農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲(chǔ)運(yùn)成本費(fèi)用問(wèn)題。建立健全農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲(chǔ)運(yùn)服務(wù)體系，建立適宜不同區(qū)域、不同規(guī)模、不同生產(chǎn)方式的農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲(chǔ)運(yùn)體系。在河南省有代表性的區(qū)域，建成規(guī)模不小于5萬(wàn)噸/年的成型燃料收儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)示范體系。

――研究生物質(zhì)物料特性參數(shù)、生物質(zhì)成型過(guò)程特性參數(shù)以及成型產(chǎn)品特性參數(shù)在線式數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，保證生物質(zhì)成型燃料全生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化控制，保證成型系統(tǒng)穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行。將生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)間提高到5 000小時(shí)/年，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。

――根據(jù)河南省不同地域原料特性，開發(fā)出以木本原料為主的高產(chǎn)能、低能耗的顆粒燃料成型機(jī)組，單機(jī)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3-5噸/小時(shí)，成型燃料生產(chǎn)電耗達(dá)到60kW?h以下;配套設(shè)備完整匹配，形成一體化連續(xù)生產(chǎn)能力，示范生產(chǎn)線規(guī)模達(dá)到1萬(wàn)噸/年;選擇代表性區(qū)域，建成年產(chǎn)2萬(wàn)噸以上顆粒燃料示范生產(chǎn)基地。

――根據(jù)河南省不同地域原料特性，開發(fā)出以草本原料為主的高產(chǎn)能、低能耗的塊狀成型燃料成型機(jī)組，單機(jī)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3-5噸/h，成型燃料生產(chǎn)電耗達(dá)到40kW?h以下;配套設(shè)備完整匹配，形成一體化連續(xù)生產(chǎn)能力，示范生產(chǎn)線規(guī)模達(dá)到3萬(wàn)噸/年;選擇代表性區(qū)域，建成年產(chǎn)5萬(wàn)噸以上顆粒燃料示范生產(chǎn)基地。

2.成型燃料規(guī)模化替代化石能源關(guān)鍵技術(shù)與工程示范

針對(duì)目前生物質(zhì)成型燃料在燃料利用環(huán)節(jié)存在能源轉(zhuǎn)化效率不高、應(yīng)用規(guī)模小，高效綜合利用及清潔燃燒技術(shù)水平不高等問(wèn)題，開展成型燃料氣化清潔燃燒關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備研發(fā)和推廣，從而實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)成型燃料的高效清潔燃燒利用，規(guī)?；娲加?、燃?xì)獾惹鍧嵢剂稀?/p>

――研發(fā)成型燃料高效氣化及清潔燃燒關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)生物質(zhì)成型燃料沸騰氣化燃燒爐、大型高效氣化爐，研制低熱值燃?xì)飧咝紵拔廴究刂萍夹g(shù)，取得生物質(zhì)氣化系統(tǒng)與工業(yè)窯爐耦合調(diào)控技術(shù)。燃燒設(shè)備規(guī)模達(dá)到MW級(jí)，能源轉(zhuǎn)換效率達(dá)到75%，各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)達(dá)到燃油或燃?xì)鉅t窯排放指標(biāo)。建設(shè)年消耗千噸的生物質(zhì)成型燃料的氣化燃燒替代工業(yè)窯爐燃料的示范工程，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源在工業(yè)窯爐上應(yīng)用的突破。

（四）開發(fā)相關(guān)生物化工及綜合利用產(chǎn)品

積極推進(jìn)生物化工產(chǎn)品技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化示范，實(shí)現(xiàn)對(duì)石油、天然氣、煤炭等化石資源的替代。圍繞纖維乙醇的副產(chǎn)物如二氧化碳、木質(zhì)素等開展綜合利用，提高產(chǎn)品的附加值;開展纖維質(zhì)原料制取乙二醇項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化示范;拓展生物乙烯及下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，開拓乙醇深加工新產(chǎn)業(yè)鏈;開發(fā)生物丁醇和生物柴油相關(guān)生物化工品。

1.二氧化碳基生物降解材料和化學(xué)品

加強(qiáng)高活性、安全、低成本催化體系研究，突破反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好的聚合工藝和非溶劑法提取技術(shù)，開展二氧化碳基生物降解材料及下游制品的產(chǎn)業(yè)化示范。積極研發(fā)二氧化碳與甲醇一步法合成碳酸二甲酯等關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)發(fā)展聚碳酸亞丙酯樹脂、碳酸二甲酯、聚碳酸酯、發(fā)泡材料和阻隔材料等深加工產(chǎn)品。

2.纖維乙二醇、丙二醇、丁醇、糠醛下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化

依托天冠、財(cái)鑫等在生物化工技術(shù)研發(fā)方面具有優(yōu)勢(shì)的大型企業(yè)集團(tuán)，開展纖維質(zhì)糖平臺(tái)為基礎(chǔ)的生物化工醇技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化示范，重點(diǎn)發(fā)展纖維乙二醇、丁醇等高附加值產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化示范。依托宏業(yè)生化發(fā)展糠醛下游深加工產(chǎn)業(yè)鏈包括乙酰丙酸、糠醇、二甲基呋喃、四氫呋喃、呋喃樹脂等。

開展纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)和產(chǎn)業(yè)化示范，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品收率、質(zhì)量，正在建設(shè)萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化示范裝置，到2015年完成10萬(wàn)噸級(jí)乙二醇、丙二醇生產(chǎn)裝置，到2020年形成50萬(wàn)噸生產(chǎn)能力。

開展纖維素水解物生產(chǎn)丁醇菌種的選育（葡萄糖木糖共利用），推進(jìn)細(xì)胞表面固定化技術(shù)及其反應(yīng)器的開發(fā)，采用反應(yīng)-吸附耦合的過(guò)程集成研究，縮短發(fā)酵周期，提高產(chǎn)物濃度和分離效率，2015年完成2萬(wàn)噸級(jí)纖維丁醇示范，2020年形成10萬(wàn)噸/年纖維丁醇生產(chǎn)能力。

開展以糠醛為原料的乙酰丙酸、糠醇、二甲基呋喃、四氫呋喃、呋喃樹脂等產(chǎn)品的深度開發(fā)，2015年建成連續(xù)化和規(guī)?；a(chǎn)基地，2020年形成年加工50萬(wàn)噸糠醛生產(chǎn)規(guī)模。

3.生物乙烯及下游產(chǎn)品

開展乙醇高效催化制乙烯產(chǎn)業(yè)化示范。著力突破乙醇脫水制備乙烯催化劑關(guān)鍵技術(shù)，提高催化劑的選擇性、壽命和催化效率，實(shí)現(xiàn)生物乙醇生產(chǎn)乙烯工藝的長(zhǎng)周期、低成本、穩(wěn)定運(yùn)行。完善提升乙烯-聚乙烯-塑料制品和乙烯-環(huán)氧丙烷-乙二醇-聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）兩條產(chǎn)業(yè)鏈，大力發(fā)展塑料制品、包裝材料和高端服裝面料。

4.木質(zhì)素高值化開發(fā)利用產(chǎn)品

提高木質(zhì)素綜合利用水平，重點(diǎn)開發(fā)膠粘劑、有機(jī)緩釋肥料、木質(zhì)素復(fù)合材料、水泥保濕劑、高值燃料等產(chǎn)品，拓展其在化工、農(nóng)林、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

（五）微生物柴油產(chǎn)業(yè)化

根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究成果，結(jié)合綠色化和生物精煉概念的理念，實(shí)現(xiàn)微生物柴油的產(chǎn)業(yè)化。微藻等微生物養(yǎng)殖和生產(chǎn)生物柴油技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破，開展萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化示范。集合微藻等微生物優(yōu)良品種選育、高效轉(zhuǎn)化、規(guī)?；B(yǎng)殖、油脂提取精煉等核心技術(shù)，開展工業(yè)化養(yǎng)殖、生產(chǎn)示范，實(shí)現(xiàn)微生物柴油和副產(chǎn)品的多聯(lián)產(chǎn)。

1.木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的綜合處理技術(shù)

木質(zhì)纖維素生物質(zhì)主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，經(jīng)過(guò)一定的物理/化學(xué)處理，木質(zhì)纖維素糖化，用于微生物的培養(yǎng)。副產(chǎn)物中的糠醛等物質(zhì)會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)和代謝，綜合的處理技術(shù)目標(biāo)是將這些副產(chǎn)物控制在最低的水平，同時(shí)達(dá)到最高的降解效率。酸堿和離子液等化學(xué)處理要配合溫度、壓力，適度的破碎要配合微波、超聲、蒸汽爆破技術(shù)，從而達(dá)到能量消耗最小，水解產(chǎn)物變性最少的效果。這些處理技術(shù)綜合起來(lái)需要針對(duì)不同物料有序?qū)嵤?/p>

2.產(chǎn)油微生物脂類代謝的遺傳調(diào)控

對(duì)于產(chǎn)油微生物油脂過(guò)量積累的機(jī)制當(dāng)前還停留在生化水平上。利用基因組學(xué)、蛋白組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)，研究產(chǎn)油微生物脂肪代謝的基因調(diào)控機(jī)制，通過(guò)對(duì)某些關(guān)鍵基因?qū)嵤┻z傳修飾，使其朝著人為設(shè)定的代謝流方向發(fā)展，最大限度的發(fā)揮轉(zhuǎn)化作用。理解脂肪代謝的基因調(diào)控原理還有利于通過(guò)不同發(fā)酵模式調(diào)控油脂積累，有利于更好的利用工業(yè)廢棄物生產(chǎn)油脂，有利于通過(guò)培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)限制調(diào)控脂肪的積累，有利于利用小分子誘導(dǎo)物調(diào)控細(xì)胞的繁殖和脂肪積累。

3.微生物柴油原位轉(zhuǎn)酯技術(shù)

傳統(tǒng)的微生物柴油生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高，而且打破微生物堅(jiān)實(shí)細(xì)胞壁的操作很難實(shí)施?；谖⒃宓任⑸锷锊裼蜕a(chǎn)的周期分析顯示，90%的能耗是用在微藻的油的提取工序上，表明油的提取工藝的進(jìn)步將大大影響生產(chǎn)成本，決定著生物柴油加工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。近期“原位”轉(zhuǎn)酯方法用于藻類生物產(chǎn)油生產(chǎn)受到密切關(guān)注，這種在細(xì)胞內(nèi)酯類與醇類接觸直接發(fā)生轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，而不需要將脂類提取出來(lái)再與其發(fā)生反應(yīng)。這種直接轉(zhuǎn)酯技術(shù)，不僅能夠用于微生物的純培養(yǎng)物，同時(shí)有效適用混合培養(yǎng)產(chǎn)物的生物柴油生產(chǎn)。研究顯示，原位轉(zhuǎn)酯技術(shù)能夠降低樣品中的磷脂的量，甚至達(dá)到不能檢出的水平。生物質(zhì)的含水量會(huì)極大的影響油脂的提取率，而小球藻原位轉(zhuǎn)酯研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)增加轉(zhuǎn)酯反應(yīng)底物醇的比例能夠從含水量較大的生物質(zhì)中獲得較高產(chǎn)率的生物柴油，將大大減少微生物生物柴油的能量消耗和設(shè)備投入，明顯降低生產(chǎn)成本。

4.生物精煉概念下的微生物柴油生產(chǎn)技術(shù)體系

木質(zhì)纖維素物質(zhì)來(lái)源廣泛，如果在處理過(guò)程中將某些附加值較高的化學(xué)提取出來(lái)將會(huì)大大提高收益。同時(shí)，將微生物菌體所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分利用也會(huì)大大節(jié)省原料成本，例如將酵母菌提油后的殘?jiān)?jīng)過(guò)加工脫除抗?fàn)I養(yǎng)因子后再用到微生物培養(yǎng)基的配制，可以節(jié)省大量含氮營(yíng)養(yǎng)添加物。轉(zhuǎn)酯反應(yīng)的副產(chǎn)物甘油可以提純后加工成丙二醇，后者是一種附加值更高的化學(xué)原料，甚至粗甘油用于培養(yǎng)基添加會(huì)提高微生物油脂的積累。廢水處理可以用厭氧發(fā)酵生產(chǎn)甲烷或氫氣，也可以通過(guò)微藻培養(yǎng)回用有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物。

5.生物柴油相關(guān)生物化工品

積極利用生物柴油副產(chǎn)品甘油，采用高活性、高選擇性的催化劑，突破反應(yīng)熱移除、微生物法二羥基丙酮等關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)開發(fā)環(huán)氧氯丙烷、乙二醇、丙二醇、十六碳酸甲酯、二羥基丙酮（DHA）等高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品，拓展其在醫(yī)藥、化工、食品等領(lǐng)域應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)資源高效綜合利用。

6.生物質(zhì)乙酰丙酸平臺(tái)化合物

完成以玉米秸稈為原料水解生產(chǎn)乙酰丙酸工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)與中試，解決生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備腐蝕問(wèn)題，完成乙酰丙酸的分離純化工藝，完成乙酰丙酸的衍生物乙酰丙酸乙酯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，將生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴１岬绕脚_(tái)化合物。完成千噸級(jí)的生物質(zhì)水解生產(chǎn)乙酰丙酸聯(lián)產(chǎn)糠醛工藝、乙酰丙酸酯化工藝中試裝置的建設(shè)及運(yùn)，完成放大級(jí)的生物質(zhì)水解的生產(chǎn)乙酰丙酸工藝包的開發(fā)設(shè)計(jì)。

7.生物質(zhì)間接液體燃料

開展生物質(zhì)間接液化技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)，利用生物質(zhì)先氣化成合成氣（由CO和H2組成的混合氣體）、然后再將合成氣液化得到的產(chǎn)品，如甲醇、二甲醚、費(fèi)托汽柴油等，逐步建立中試及示范工程。

8.生物質(zhì)納米材料

以生物質(zhì)作為原料合成碳基納米材料、多孔碳材料及復(fù)合材料，所制備的納米材料具有優(yōu)異的固碳效率、催化性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)，使其在催化劑載體、固碳、吸附、儲(chǔ)氣、電極、燃料電池和藥物傳遞等領(lǐng)域潛在重要應(yīng)用，使其成為合成技術(shù)研究的熱點(diǎn)。

（六）強(qiáng)化生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè)化與基地建設(shè)

圍繞生物質(zhì)能化產(chǎn)品規(guī)?；_發(fā)利用，依托特色產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，發(fā)揮骨干裝備制造企業(yè)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)外優(yōu)勢(shì)生物質(zhì)能化裝備企業(yè)和專業(yè)科研院所合作，整合上下游企業(yè)，完善特色生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè)鏈。突出集成設(shè)計(jì)、智能控制、綠色制造和關(guān)鍵總成技術(shù)突破，培育一批具有系統(tǒng)成套、工程承包、維修改造、備件供應(yīng)、設(shè)備租賃、再制造等總承包能力的生物質(zhì)能化裝備大型企業(yè)集團(tuán)，建設(shè)一批特色鮮明、技術(shù)先進(jìn)、在全國(guó)有重要影響的生物質(zhì)能化裝備基地。

1.農(nóng)林原料收儲(chǔ)運(yùn)裝備

以洛陽(yáng)、許昌等農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點(diǎn)，集合國(guó)內(nèi)先進(jìn)農(nóng)林機(jī)械制造企業(yè)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)，骨干企業(yè)，重點(diǎn)突破秸稈剪切、拉伸、壓縮成型等基礎(chǔ)共性技術(shù)，大力發(fā)展稻麥撿拾大中型打捆機(jī)、玉米秸稈收割調(diào)質(zhì)鋪條機(jī)、棉稈聯(lián)合收割機(jī)、能源林木收獲機(jī)械、高效粉碎機(jī)械與成型機(jī)等重大整機(jī)產(chǎn)品，帶動(dòng)相關(guān)零部件產(chǎn)業(yè)配套發(fā)展，切實(shí)提高生物質(zhì)收集、裝載、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏的高效性和通用性。

2.纖維乙醇成套裝備

以南陽(yáng)新能源產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點(diǎn)，依托天冠集團(tuán)現(xiàn)有纖維乙醇成套裝備，集成國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，加大設(shè)計(jì)研發(fā)力度，加快推進(jìn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的纖維乙醇成套裝備技術(shù)提升，打造世界領(lǐng)先的纖維乙醇成套裝備制造基地。重點(diǎn)開發(fā)原料預(yù)處理低溫低壓、大型連續(xù)汽爆技術(shù)和裝備，纖維素酶大型、高效生產(chǎn)技術(shù)和裝備，大型高效連續(xù)酶解發(fā)酵技術(shù)和裝備，高抗堵蒸餾及熱耦合干燥成套裝備，木質(zhì)素燃燒高效能量轉(zhuǎn)化裝備。2015年前形成年總裝10套3～10萬(wàn)噸級(jí)纖維乙醇成套裝備能力。2020年形成年總裝300萬(wàn)噸纖維乙醇成套裝備能力。

3.沼氣生產(chǎn)及沼氣發(fā)電成套裝備

以南陽(yáng)新能源、鄭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)、安陽(yáng)高新技術(shù)和長(zhǎng)葛市等產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點(diǎn)，依托天冠集團(tuán)、森源集團(tuán)等骨干企業(yè)，加快發(fā)展有機(jī)廢棄物高效率厭氧消化及沼氣生產(chǎn)、沼氣制取生物天然氣、民用沼氣加壓輸送、撬裝式CNG加氣站以及生物天然氣分布式能源集成等成套裝備。加強(qiáng)與美國(guó)通用、德國(guó)西門子和日本三菱等國(guó)外優(yōu)勢(shì)企業(yè)合資合作，大力發(fā)展2 000千瓦以上大型沼氣發(fā)電技術(shù)和裝備。在南陽(yáng)形成大型工業(yè)沼氣成套裝備基地，在許昌和周口形成農(nóng)村大中型沼氣成套裝備基地，在鄭州形成生物天然氣分布式能源與CNG加氣成套裝備基地，在安陽(yáng)形成城市有機(jī)垃圾沼氣成套裝備基地。

4.生物質(zhì)成型燃料及其高效利用成套裝備

依托河南省科學(xué)院能源研究所有限公司、河南秋實(shí)新能源有限公司等，建成成型燃料成套生產(chǎn)設(shè)備和生物質(zhì)熱解氣化、高效燃燒及生物質(zhì)成型燃料氣炭油聯(lián)產(chǎn)設(shè)備加工生產(chǎn)基地。

5.生物柴油和生物熱解技術(shù)裝備

依托中石化、中石油集團(tuán)先進(jìn)生物柴油和航空生物燃料技術(shù)，發(fā)揮洛陽(yáng)、商丘裝備制造業(yè)優(yōu)勢(shì)，加快發(fā)展水力空化、臨界態(tài)甲醇酯化等新型生物柴油裝備，形成成套生產(chǎn)能力。加快開發(fā)生物質(zhì)快速熱解、生物油催化加氫生產(chǎn)車用燃料技術(shù)和裝備。

6.生物化工產(chǎn)品關(guān)鍵裝備

依托河南財(cái)鑫集團(tuán)、華東理工大學(xué)、天津大學(xué)，設(shè)計(jì)研發(fā)優(yōu)化改進(jìn)秸稈制乙二醇等多元醇高效預(yù)處理、糖化、連續(xù)氫化裂解反應(yīng)器和節(jié)能精餾分離等關(guān)鍵設(shè)備。

依托河南天冠集團(tuán)、鄭州大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中山大學(xué)、中科院上海生命科學(xué)研究院等，設(shè)計(jì)研發(fā)優(yōu)化二氧化碳降解塑料反應(yīng)釜、脫揮擠出造粒、產(chǎn)品改性等關(guān)鍵設(shè)備，生物柴油副產(chǎn)物甘油制1，3-丙二醇反應(yīng)自控流加、膜法分離、脫鹽、濃縮、真空精餾等關(guān)鍵設(shè)備，纖維丁醇發(fā)酵分離耦合反應(yīng)器、離交樹脂產(chǎn)物分離等關(guān)鍵設(shè)備。

依托宏業(yè)生化、河南省科學(xué)院能源研究所、中科院廣州能源所、山東省科學(xué)院，設(shè)計(jì)低溫低壓精餾塔、液相管式推流反應(yīng)器、高效多級(jí)蒸發(fā)等關(guān)鍵設(shè)備;改進(jìn)廢液無(wú)公害化處理、高效分散造粒、低分子量差分離等關(guān)鍵裝備。

7.生物柴油和生物熱解技術(shù)裝備

依托中石化、中石油集團(tuán)先進(jìn)生物柴油和航空生物燃料技術(shù)，發(fā)揮洛陽(yáng)裝備制造業(yè)優(yōu)勢(shì)，加快發(fā)展水力空化、臨界態(tài)甲醇酯化等新型生物柴油裝備，形成成套生產(chǎn)能力。加快開發(fā)生物質(zhì)快速熱解、生物油催化加氫生產(chǎn)車用燃料技術(shù)和裝備。

8.高比例靈活燃料汽車和雙燃料汽車

與國(guó)內(nèi)外知名汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)合作，依托鄭州日產(chǎn)、海馬和宇通開發(fā)乙醇/汽油靈活燃料汽車和汽油/天然氣、柴油/天然氣雙燃料汽車。前期開發(fā)專用發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料供給及控制系統(tǒng)、氧傳感器等，2015年后形成批量生產(chǎn)能力，配套建設(shè)相應(yīng)的燃料（E85、車用生物天然氣）輸、供、儲(chǔ)設(shè)施。2020年靈活燃料汽車產(chǎn)能達(dá)到20萬(wàn)輛以上，雙燃料汽車產(chǎn)能達(dá)到10萬(wàn)輛以上。

（七）其它先進(jìn)生物燃料技術(shù)創(chuàng)新和示范

加大科技研發(fā)投入和攻關(guān)力度，加快推進(jìn)生物柴油、航空生物燃料、生物質(zhì)快速熱解制生物燃料等其他先進(jìn)生物燃料技術(shù)取得重大突破。2015年前開展廢棄油脂生產(chǎn)生物柴油和萬(wàn)噸級(jí)纖維丁醇等示范工程建設(shè)，2020年前推動(dòng)含油林果生產(chǎn)航空生物燃料和高級(jí)油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，微藻養(yǎng)殖和生產(chǎn)生物柴油技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破，開展萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化示范。

1.生物柴油

在鄭州、洛陽(yáng)、開封、商丘、安陽(yáng)、周口、漯河、焦作等餐飲廢棄油脂和工業(yè)廢棄油脂富集的地區(qū)，加快建立工業(yè)廢棄動(dòng)植物油脂回收體系、餐廚垃圾油脂回收體系，以餐廚垃圾油脂和工業(yè)廢棄動(dòng)植物油脂為主生產(chǎn)車用生物柴油。到2015年形成20萬(wàn)噸/年產(chǎn)能，2020年前在全省推廣，形成30萬(wàn)噸規(guī)模。

集合微藻優(yōu)良藻種選育、高效轉(zhuǎn)化、規(guī)模化養(yǎng)殖、油脂提取精煉等核心技術(shù)，開展工業(yè)化養(yǎng)殖、生產(chǎn)示范，實(shí)現(xiàn)生物柴油和副產(chǎn)品的多聯(lián)產(chǎn)。

2.航空生物燃料

在南陽(yáng)、洛陽(yáng)、三門峽、安陽(yáng)等山地丘陵區(qū)推進(jìn)規(guī)?；暮土止匣亟ㄔO(shè)和采集體系建立，到2020年實(shí)現(xiàn)以含油林果為主要原料生產(chǎn)航空渦輪生物燃料和高級(jí)油，規(guī)模達(dá)到25萬(wàn)噸/年。

3.生物質(zhì)快速熱解生產(chǎn)車用生物燃料

圍繞生物質(zhì)快速熱解生產(chǎn)生物油、生物油催化加氫生產(chǎn)車用生物燃料，開展關(guān)鍵技術(shù)與工程示范研究。2015年完成千噸級(jí)中試。2020年建成5萬(wàn)噸級(jí)的生物油催化加氫生產(chǎn)車用燃料示范工程。