藻类生物质能源 基本原理、关键技术与发展路线图PDF电子书下载

第一章 概述 1

1.1 美国能源危机 2

1.1.1 藻类原料的优势 3

1.2 藻类生物质能源的发展历史 3

1.2.1 1996年之前的研究工作 4

1.2.2 1996年之后的研究工作 6

1.3 “从藻到生物质能源”：机遇与挑战 6

1.3.1 技术挑战 7

1.3.2 法规与标准 8

1.3.3 公共部门-私营企业合作 8

参考文献 8

第二章 藻类生物学 10

2.1 藻种分离与筛选 10

2.1.1 自然界的藻种分离及特性表征 10

2.1.2 国家藻种数据资源中心在藻种保藏中的作用 12

2.1.3 研究用模式藻选择 13

2.2 藻类生理学及生物化学 14

2.2.1 光合作用与光能利用 15

2.2.2 碳分配及碳代谢 15

2.2.3 藻细胞碳水化合物 17

2.2.4 油脂合成及调控 17

2.2.5 生物氢气 20

2.3 藻类生物技术 22

2.3.1 遗传工具箱 23

2.3.2 支撑技术：“组学”方法和生物信息学 27

2.3.3 生物技术在藻类生物质能源中的应用 29

2.3.4 基因修饰 32

参考文献 33

第三章 藻类培养 42

3.1 培养途径 42

3.1.1 微藻和蓝细菌 42

3.1.2 大型藻 43

3.2 扩大规模的挑战 45

3.2.1 大规模培养的稳定性 45

3.2.2 系统生产力 46

3.2.3 营养源管理及其可持续性 47

3.2.4 水管理、保持和循环利用 48

参考文献 50

第四章 下游工艺：收获和脱水 53

4.1 微藻的收获和脱水方法 53

4.1.1 收获 53

4.1.2 干燥 55

4.2 大型藻的收获和脱水方法 56

4.2.1 收获 56

4.2.2 预处理工艺 56

4.3 工艺集成与系统优化 57

参考文献 58

第五章 微藻产物的提取 60

5.1 油脂提取技术 60

5.1.1 机械破碎（细胞破裂） 60

5.1.2 混合有机溶剂 61

5.1.3 加速溶剂提取 63

5.1.4 选择性提取 63

5.1.5 亚临界水提取 64

5.1.6 超临界流体提取 64

5.1.7 异养生产 65

5.2 挑战 65

5.2.1 生物质中水的存在 65

5.2.2 目标提取物的分离 66

5.2.3 能耗与水循环 66

参考文献 66

第六章 藻类生物燃料转化技术 69

6.1 利用藻类直接合成生物燃料 70

6.1.1 醇类 70

6.1.2 烷烃 71

6.1.3 H2 71

6.2 全部藻细胞生物质加工 72

6.2.1 热解 72

6.2.2 气化 73

6.2.3 液化 75

6.2.4 超临界加工 75

6.2.5 厌氧消化 76

6.3 藻类提取物的转化 77

6.3.1 化学酯交换 77

6.3.2 生化（酶）转化 78

6.3.3 催化裂解 79

6.3.4 向可再生柴油、汽油及航空燃油转化 80

6.4 藻渣的处理 81

参考文献 81

第七章 副产品 86

7.1 从微藻和蓝细菌中获得的产品 87

7.1.1 食品与饲料 88

7.1.2 多不饱和脂肪酸 89

7.1.3 抗氧化剂 89

7.1.4 染色剂 89

7.1.5 肥料 89

7.1.6 其他专业产品 90

7.2 从大型藻中获得的产品 90

7.3 回收副产品的潜在选择 90

7.3.1 选择1 92

7.3.2 选择2 92

7.3.3 选择3 93

7.3.4 选择4 93

7.3.5 选择5 94

参考文献 94

第八章 输配与利用 96

8.1 输配 96

8.2 利用 98

8.2.1 藻类生物燃料代替石油产品的中间馏分 98

8.2.2 藻类生物燃料代替石油产品的醇类和汽油馏分 99

参考文献 100

第九章 资源及选址 102

9.1 不同培养方式的资源需求 102

9.1.1 光能自养型微藻的培养 102

9.1.2 异养型微藻的培养 103

9.1.3 光能自养型大型藻的培养 104

9.2 资源概述 105

9.2.1 气候 105

9.2.2 水 108

9.2.3 CO2 111

9.2.4 土地 112

9.3 与污水处理相耦合 114

9.3.1 污水处理和回用 115

9.3.2 用于污水处理厂的藻类生产技术 116

9.3.3 利用污水生产藻类的主要研究需求 118

9.4 藻类培养与CO2排放行业共建 118

9.4.1 藻类培养与CO2排放源共建的机遇 118

9.4.2 藻类培养与CO2固定工业源共建的障碍 120

9.4.3 研究和发展方向 120

参考文献 122

第十章 系统和技术经济分析 126

10.1 技术经济分析的目标 126

10.2 TEA的范围和方法 128

10.3 对TEA和LCA方法发展的建议 131

10.4 系统分析&.. 133

10.4.1 概述 133

10.4.2 工程分析和GIS评价 134

10.4.3 地理因素对藻类生物质能源生产成本的影响 136

10.4.4 生命周期评价 138

10.5 藻类的生产成本及其不确定性因素 139

10.6 系统动力学初级模型 140

10.7 未来研究方向 140

参考文献 141

第十一章 公共部门-私营企业合作 144

11.1 藻类生物质能源领域内公私合作的优势 144

11.2 公私合作的成功要素 145

11.3 公私合作的平台 145

11.4 藻类生物质能源行业中的合作挑战 146

11.5 技术进步的合作模式 147

参考文献 150

译后记 152

1．耦合工艺近期目标 153

2．耦合工艺远期目标 154

3．耦合工艺全新理念 156

4．耦合工艺的未来研究方向 156

参考文献 157

附录1 主要缩略词一览表 159

附录2 本书中非法定计量单位与法定计量单位的对照和换算表 161