上海交通大学通识教育立项核心课程 VG UNIVE 课程名称：生物技术与人类课程编号：B906 姓名： 戴雨吟 班级： F1120301 学号： 5112039001专业： 环境艺术 课程小论文 题目编号 20 得分 序号 选题 1 生物技术的由来与发展 2 基因工程与农业革命 3 “黄金水稻”所引发的故事 4 “绿色革命”与农业基因工程 5 转基因食品安全吗？ 6 舌尖上的生物技术 7 功能食品与生物技术 8 新能源的希望生物柴油 9 化解能源危机的微生物 10 “白色革命”与生物技术 11 改变环境的基因科学 12 “红色革命”与基因工程 13 非典型战争一生物战与基因武器 14 抗生素与耐药菌 15 转基因的影响 16 基因的伦理 17 试管婴儿的是与非 18 转基因与生物多样性 19 人类基因与专利 20 生物质能的发展与应用
上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称： 生物技术与人类 课程编号： BI906 姓名： 戴雨吟 班级： F1120301 学号： 5112039001 专业： 环境艺术 课程小论文 题目编号 20 得分 序号 选题 1 生物技术的由来与发展 2 基因工程与农业革命 3 “黄金水稻”所引发的故事 4 “绿色革命”与农业基因工程 5 转基因食品安全吗？ 6 舌尖上的生物技术 7 功能食品与生物技术 8 新能源的希望-生物柴油 9 化解能源危机的微生物 10 “白色革命”与生物技术 11 改变环境的基因科学 12 “红色革命”与基因工程 13 非典型战争—生物战与基因武器 14 抗生素与耐药菌 15 转基因的影响 16 基因的伦理 17 试管婴儿的是与非 18 转基因与生物多样性 19 人类基因与专利 20 生物质能的发展与应用
生物质能的发展与应用 戴雨吟 (上海交通大学媒体与设计学院环境艺术专业，上海200240) 摘要：随着人类生活水平的不断提高，社会的不断发展，人口剧增，使人类面临着巨大的能源、资源危机， 环境污染等自然问题。面对这些危机，人类不断发掘绿色清洁能源，使能源再生，对环境的友好，不再破环 大自然，无污染、零排放。在当今世界，能源的发展，能源和环境，成为全世界、全人类共同关心的问题， 也是我国社会经济发展的重要问题。 关键词：资源危机：清洁能源：生物质能：可再生能源 Development and Application of Biomass Energy Dai Yuyin (Environmental Design,School of Media and Design,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China) Abstract:With the rapid development of the life level and society,and also the population is increasing quickly.That makes people face with huge crisis about energy and resources,as well as the nature problem,such as environmental population.Facing with those crisis,people continue to explore clean green energy,to recycle energy,be friendly to our environment.Do not destruct and pollute our nature,zero emissions.Nowadays,the development of the energy, energy and environment are becoming the problem everyone care about,also the important problem about the social and economic development of China Key words:resource crises;clean energy;biomass energy;recycle energy 0引言 在目前，我国温室气体排放是发展中国家排放总量的50%，全球排放总量的 15%,环境的污染和破坏成了全国，甚至全世界都共同关注的问题。在中国经济高 度发展的现今社会，对于高能源电力的消费和高排放，仍然会保持较高的增长。 在全球能源危机以及环境危机的情况下，各国都在寻找新能源代替原先的能 源，希望能够发现清洁能源，对环境友好，排放少，污染程度小。在技术上达到 对于能源的清洁、高效、系统化的体系。对于全球清洁能源的发展上，仍需要投 入较大的时间与精力去探索与发现。 1生物质能概况 能源的发展与社会经济的发展紧密联系，在能源的实用中，既要考虑到经济 的稳步发展，又要在能源的使用上，做到对于环境友好，排放量低，可再生。因 此，开发清洁能源成为现今社会中必不可少的一项发展，倡导低碳经济理念，加
生物质能的发展与应用 戴雨吟 （上海交通大学媒体与设计学院环境艺术专业，上海 200240） 摘 要： 随着人类生活水平的不断提高，社会的不断发展，人口剧增，使人类面临着巨大的能源、资源危机， 环境污染等自然问题。面对这些危机，人类不断发掘绿色清洁能源，使能源再生，对环境的友好，不再破环 大自然，无污染、零排放。在当今世界，能源的发展，能源和环境，成为全世界、全人类共同关心的问题， 也是我国社会经济发展的重要问题。 关键词：资源危机；清洁能源；生物质能；可再生能源 Development and Application of Biomass Energy Dai Yuyin (Environmental Design, School of Media and Design, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China) Abstract: With the rapid development of the life level and society, and also the population is increasing quickly. That makes people face with huge crisis about energy and resources, as well as the nature problem, such as environmental population. Facing with those crisis, people continue to explore clean green energy, to recycle energy, be friendly to our environment. Do not destruct and pollute our nature, zero emissions. Nowadays, the development of the energy, energy and environment are becoming the problem everyone care about, also the important problem about the social and economic development of China. Key words: resource crises; clean energy; biomass energy; recycle energy 0 引言 在目前，我国温室气体排放是发展中国家排放总量的 50%，全球排放总量的 15%，环境的污染和破坏成了全国，甚至全世界都共同关注的问题。在中国经济高 度发展的现今社会，对于高能源电力的消费和高排放，仍然会保持较高的增长。 在全球能源危机以及环境危机的情况下，各国都在寻找新能源代替原先的能 源，希望能够发现清洁能源，对环境友好，排放少，污染程度小。在技术上达到 对于能源的清洁、高效、系统化的体系。对于全球清洁能源的发展上，仍需要投 入较大的时间与精力去探索与发现。 1 生物质能概况 能源的发展与社会经济的发展紧密联系，在能源的实用中，既要考虑到经济 的稳步发展，又要在能源的使用上，做到对于环境友好，排放量低，可再生。因 此，开发清洁能源成为现今社会中必不可少的一项发展，倡导低碳经济理念，加
强规引导，完善扶持政策，调整经济结构，转变能源发展方式，以低碳技术取 代高碳排放，推动能源产业结构调整，大力发展清洁可再生能源，打好节能减排 攻坚战和持久战，推动经济进入创新驱动、内生增长、低碳发展的良性轨道。 1.1生物质能概述 通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生 物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载 体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、 液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种 可再生的碳源。 生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一 种表现形式。很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、 动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿 物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及 森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物 粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经 光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的 10-20倍，利用率不到3%。 1.2生物质能特点 生物质能具有可再生性、低污染性、广泛分布性、广泛应用性、总量丰富性。 比其他清洁能源更具有优势，通过植物的光合作用可再生，资源性丰富，能够保 证人类的永久使用。生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的$OX、NOX较 少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化 碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。 生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估 算，地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质；海洋年生产500亿吨生物质。生物 质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于世界总能耗的10倍。我 国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。 2生物质能的开发与利用 2.1现状
强规划引导，完善扶持政策，调整经济结构，转变能源发展方式，以低碳技术取 代高碳排放，推动能源产业结构调整，大力发展清洁可再生能源，打好节能减排 攻坚战和持久战，推动经济进入创新驱动、内生增长、低碳发展的良性轨道。 1.1 生物质能概述 通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生 物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载 体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、 液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种 可再生的碳源。 生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一 种表现形式。很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、 动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿 物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及 森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物 粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经 光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的 10-20倍，利用率不到3%。 1.2 生物质能特点 生物质能具有可再生性、低污染性、广泛分布性、广泛应用性、总量丰富性。 比其他清洁能源更具有优势，通过植物的光合作用可再生，资源性丰富，能够保 证人类的永久使用。生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较 少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化 碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。 生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估 算，地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质；海洋年生产500亿吨生物质。生物 质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于世界总能耗的10倍。我 国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。 2 生物质能的开发与利用 2.1 现状
目前，生物质能是世界第四大消费能源，位于石油、煤、和天然气三大常规 能源之后，占世界总能耗的11%。根据各国的发展水平，以及国家之间资源的差距， 生物质能在各国占总消费能源的比例也会有所不同。中国生物质能占国家总的能 量消费量的15%左右，据统计，2000年中国农作物秸秆产量约为6.9亿吨，每年秸秆 直接田间焚烧达2-3亿吨，森林每年合理提供薪柴量约在1.5亿吨以上。畜牧业发 展迅速，畜禽粪便年排放量达到17.3亿吨。城镇生产、生活废弃物排放量也极其 巨大，仅以城市生活垃圾为例，年排放量达1.3亿吨，并以较快速度增长。总的生 物质资源量大约相当于6.5亿吨标准煤。 2.2技术利用 在日常生活中产生的畜禽类粪便、高浓度有机废水、生活垃圾等通过厌氧发 酵生成以甲烷为主的沼气技术，同时生成沼液、沼渣可以用作为有机肥施用于农 田。沼气是热值较高的洁净可燃气，可用于生活和工业燃料或发电，是很好的无 公害能源，沼气工程同时可以对环境带来有益的效益。沼气主要成分是甲烷，是微 生物在严格厌氧条件下分解有机物的产物。沼气发酵能把有机物中90%左右的化学 能释放出来，转换成机械能，电能及热能，并加以利用，目前已作为一种燃料源，通 过管道输送到世界各地，供家庭及工业使用或转化为甲醇作为内燃机的辅助性燃 料。经沼气发酵的固体残渣还可当作良好的无臭的有机肥料，可以最大限度地有效 地利用生物资源。 在欧美等国家，生物质直接燃烧发电技术成熟，丹麦是秸秆直接燃烧发电技 术研发利用水平最高的国家。城市生活垃圾发电以欧美、日本等发达国家最具代 表性，主要焚烧炉型有机械炉排炉、流化床炉、回转窑炉、模组式炉，其中机械 炉排焚烧炉是目前大型生活垃圾焚烧炉的主流设备，而流化床焚烧炉具有较好的 潜在应用特性。 生物柴油由甲醇等醇类物质与油脂中的主要成分甘油三酸酯发生酯交换反 应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯。与传统的是有柴油相比，生物柴油的应用可 以减少是有的消耗和进口，对环境友好。其原料主要有大豆油、菜籽油、棕榈油、 麻风树油、以及动物油脂和废餐饮油等。 2.3发展 开发利用生物质能对中国农村具有特殊意义。中国80%人口生活在农村，秸秆 和薪柴等生物质能是农村中的主要生活燃料。煤炭等商品能源在农村的使用迅速 增加的同时，生物质能要也占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标
目前，生物质能是世界第四大消费能源，位于石油、煤、和天然气三大常规 能源之后，占世界总能耗的11%。根据各国的发展水平，以及国家之间资源的差距， 生物质能在各国占总消费能源的比例也会有所不同。中国生物质能占国家总的能 量消费量的15%左右，据统计，2000年中国农作物秸秆产量约为6.9亿吨,每年秸秆 直接田间焚烧达2-3亿吨，森林每年合理提供薪柴量约在1.5亿吨以上。畜牧业发 展迅速, 畜禽粪便年排放量达到17.3亿吨。 城镇生产、生活废弃物排放量也极其 巨大, 仅以城市生活垃圾为例，年排放量达1.3亿吨，并以较快速度增长。总的生 物质资源量大约相当于6.5亿吨标准煤。 2.2 技术利用 在日常生活中产生的畜禽类粪便、高浓度有机废水、生活垃圾等通过厌氧发 酵生成以甲烷为主的沼气技术，同时生成沼液、沼渣可以用作为有机肥施用于农 田。沼气是热值较高的洁净可燃气，可用于生活和工业燃料或发电，是很好的无 公害能源，沼气工程同时可以对环境带来有益的效益。沼气主要成分是甲烷,是微 生物在严格厌氧条件下分解有机物的产物。沼气发酵能把有机物中90%左右的化学 能释放出来,转换成机械能,电能及热能,并加以利用,目前已作为一种燃料源,通 过管道输送到世界各地,供家庭及工业使用或转化为甲醇作为内燃机的辅助性燃 料。经沼气发酵的固体残渣还可当作良好的无臭的有机肥料,可以最大限度地有效 地利用生物资源。 在欧美等国家，生物质直接燃烧发电技术成熟，丹麦是秸秆直接燃烧发电技 术研发利用水平最高的国家。城市生活垃圾发电以欧美、日本等发达国家最具代 表性，主要焚烧炉型有机械炉排炉、流化床炉、回转窑炉、模组式炉，其中机械 炉排焚烧炉是目前大型生活垃圾焚烧炉的主流设备，而流化床焚烧炉具有较好的 潜在应用特性。 生物柴油由甲醇等醇类物质与油脂中的主要成分甘油三酸酯发生酯交换反 应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯。与传统的是有柴油相比，生物柴油的应用可 以减少是有的消耗和进口，对环境友好。其原料主要有大豆油、菜籽油、棕榈油、 麻风树油、以及动物油脂和废餐饮油等。 2.3 发展 开发利用生物质能对中国农村具有特殊意义。中国80%人口生活在农村，秸秆 和薪柴等生物质能是农村中的主要生活燃料。煤炭等商品能源在农村的使用迅速 增加的同时，生物质能要也占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标
煤，其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤，占56.7%。因此发展生物质能技术，为农村 地区提供生活和生产用能，是帮助这些地区脱贫致富，实现小康目标的一项重要 任务。 20世纪能源的主要形式有化石能源，如石油、煤炭等，但能源贮量都是有限的。 在寻求新型能源、清洁能源的开发中，生物能源将是最有希望的新能源之一。 在技术上，人类不断开发前沿的新型技术，如高效能源植物开发、生物质气 生物合成、藻类生物产脂、产氢技术、生物质微生物制氢、生物质燃料电池一体 化等等。在可再生能源的发展中，生物质能是唯一可固定碳的可再生能源，目前 在世界范围内发展生物质能源已经成为调整能源结构、减排温室气体、实现可持 续发展的重要措施。 3展望 全球能源危机不断出现，化石能源大量的实用所造成的生态环境问题，使环 境友好、资源丰富的生物质能成为能源和生态环境领域研究的重点。由于开始对 于生物质能的科学研究的重视度与发展都不够，在这一方面的发展并没有能到很 好的投资力度，因此，在总体上使生物质能的开发相对处于其他能源的后位。但 是，人类已经意识到生物质能的重要性和必要性，因此，在今后的生物质能的发 展中，应该加大技术的研发，国家政府的扶持，法律保证和资金投资，使这一能 源能够有效的推广与应用，成为能源使用中的主流，能后有效解决资源短缺、生 态环境的不断恶化等自然问题。 [参考文献] [1]吴创之，马隆龙.生物质能现代化利用技术[M].北京：化学工业出版社，2003. [2]周中仁，吴文良.生物质能研究现状及展望[J].农业工程学报，2005， 21(12）):12-15 [3]王久臣，戴林，田宜水，等.中国生物质能产业发展现状及趋势分析[J刀.农 业工程学报，2007,23(9)：276-282. [4]吴创之，庄新姝，周肇秋，曹红梅.生物质能利用技术发展现状分析.北京.中 国能源.2007. [5]王孟杰，生物能开发与利用.北京.科技导报.1993. [6]赵军，王述洋，我国生物质能资源与利用.哈尔滨.太阳能学报，2008
煤，其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤，占56.7%。因此发展生物质能技术，为农村 地区提供生活和生产用能，是帮助这些地区脱贫致富，实现小康目标的一项重要 任务。 20世纪能源的主要形式有化石能源,如石油、煤炭等,但能源贮量都是有限的。 在寻求新型能源、清洁能源的开发中,生物能源将是最有希望的新能源之一。 在技术上，人类不断开发前沿的新型技术，如高效能源植物开发、生物质气 生物合成、藻类生物产脂、产氢技术、生物质微生物制氢、生物质燃料电池一体 化等等。在可再生能源的发展中，生物质能是唯一可固定碳的可再生能源，目前 在世界范围内发展生物质能源已经成为调整能源结构、减排温室气体、实现可持 续发展的重要措施。 3 展望 全球能源危机不断出现，化石能源大量的实用所造成的生态环境问题，使环 境友好、资源丰富的生物质能成为能源和生态环境领域研究的重点。由于开始对 于生物质能的科学研究的重视度与发展都不够，在这一方面的发展并没有能到很 好的投资力度，因此，在总体上使生物质能的开发相对处于其他能源的后位。但 是，人类已经意识到生物质能的重要性和必要性，因此，在今后的生物质能的发 展中，应该加大技术的研发，国家政府的扶持，法律保证和资金投资，使这一能 源能够有效的推广与应用，成为能源使用中的主流，能后有效解决资源短缺、生 态环境的不断恶化等自然问题。 [参考文献] [1]吴创之，马隆龙.生物质能现代化利用技术[M]．北京：化学工业出版社，2003． [2]周中仁，吴文良.生物质能研究现状及展望[J].农业工程学报，2005， 21(12):12-15 [3] 王久臣，戴林，田宜水，等.中国生物质能产业发展现状及趋势分析[ J].农 业工程学报,2007,23(9):276- 282. [4] 吴创之，庄新姝，周肇秋，曹红梅.生物质能利用技术发展现状分析.北京.中 国能源.2007. [5]王孟杰，生物能开发与利用.北京.科技导报.1993. [6]赵军，王述洋，我国生物质能资源与利用.哈尔滨.太阳能学报，2008