绪论 1
第1部分 生物质资源 3
第1章 导论及背景介绍：全球生物质资源——生物质的种类、数量及可获取性。农业、林业、能源作物及有机废弃物中的生物质 4
1.1铁一般的事实 4
1.2主要作为食物的农作物 8
1.2.1大豆 8
1.2.2大米 8
1.2.3小麦（小麦属植物类） 8
1.2.4玉米（玉蜀黍）和木薯 9
1.2.5大麦、黑麦和燕麦 9
1.2.6可榨油的农作物 9
1.2.7甘蔗 10
1.3能源作物 10
1.3.1柳枝稷 11
1.3.2大株皇草 12
1.3.3小黑杨 12
1.3.4其他被提议的农作物 13
1.3.5阔恩 14
1.4动物类生物质和海藻 15
1.4.1动物类食物 15
1.4.2水藻 17
1.5区域总览 18
1.5.1欧盟27国——总体的能量平衡 18
1.5.2中国——今天的中国和2050年的中国 19
1.5.3印度 23
1.5.4美国 23
1.5.5巴西 26
1.5.6撒哈拉沙漠以南的非洲 26
1.6其他地区 28
1.7全球视角 30
1.8讨论议题 31
参考文献 31
第2章 生物质的化学成分 34
2.1简介 34
2.1.1崭新的生物炭时代 34
2.1.2生物质用于能源转换的潜力 35
2.2生物质主要成分 37
2.2.1生物质中的水 38
2.2.2干物质含量 39
2.3有机物 39
2.3.1纤维素 40
2.3.2半纤维素 40
2.3.3木质素 41
2.3.4萃取物 41
2.3.5糖 41
2.3.6淀粉 42
2.3.7蛋白质 42
2.4无机物 42
2.5能量含量 45
2.6化合物和生物质加工 47
2.6.1干燥 47
2.6.2湿处理 48
2.6.3健康方面 49
2.6.4散装运输 49
2.6.5生物质的热处理 50
2.7结论 52
2.8讨论议题 53
参考文献 53
第3章 使用仪器表征生物质——森林残留物和作物残留物的测量 56
3.1简介 56
3.2质量方面和波动来源 57
3.2.1体积、重量和水分含量 57
3.2.2热值 57
3.2.3其他参数 57
3.3燃料链及其对水分含量的影响 58
3.3.1燃料链 58
3.3.2水分含量来源的变化 58
3.4湿度测算 60
3.4.1湿度重量测算 60
3.4.2仪器分析法 63
3.5湿度参数的实际应用 66
3.5.1实时测量 66
3.5.2价格协定 66
3.5.3物流 66
3.5.4燃料混合 67
3.5.5锅炉调节 67
3.6未来远景 67
致谢 68
参考文献 68
第4章 巴西的生物质能源——从传统到现代化的系统 69
4.1从发展中国家到经济大国 69
4.2从传统薪炭材到多样化的生物质能源系统 70
4.3巴西以森林为基础的生物质 72
4.3.1薪材和木炭——巴西生物质传统使用 75
4.4用于运输用途的生物质燃料 77
4.4.1现代生物乙醇生产的发展 77
4.4.2生物柴油生产的发展 79
4.5生物质能源——可持续发展的机遇 81
致谢 83
参考文献 83
第5章 不同生境中的生物质——广泛的来源 85
5.1北欧的生物质能源 85
5.1.1不同的生境 86
5.2南欧的生物质能源 92
5.3热带地区的生物质 102
5.4供讨论的问题 104
参考文献 105
第6章 作为生物质资源的有机废弃物 106
6.1简介 106
6.2预处理 107
6.2.1预处理示例 108
6.3沼气生产 109
6.3.1沼气处理的基础 109
6.3.2从废弃物到沼气转化利用策略的技术背景 110
6.3.3废弃物细菌分解的结果 111
6.3.4当地执行发展策略示例 114
6.4废弃物燃烧 115
6.4.1技术背景 115
6.4.2废弃物燃烧示例 116
6.4.3发展中考虑的因素 116
6.5在其他能源转化过程中使用有机废弃物的示例 117
6.5.1来自有机废弃物的乙醇和丁醇 117
6.5.2有机废弃物的水热碳化 119
6.5.3有机废弃物的高温分解和气化 123
6.6讨论的问题 125
致谢 126
参考文献 126
第2部分 利用生物质的系统——系统优化 131
第7章 复杂应用中的生物质系统：生物炼制产热、电能和化工产品 132
7.1木材的传统用途 132
7.2利用废物和木材生产化学制品 132
7.3使用草药用于医疗和其他用途 133
参考文献 134
第8章 使用木材生产特种纤维素纤维、木质素磺酸盐、香草醛、生物乙醇和沼气的生物精炼厂——以萨尔普斯堡鲍利葛为例 135
8.1简介 135
8.2挪威鲍利葛公司如今的生物精炼工业 139
8.2.1木质纤维素团和残留物 139
8.2.2生物材料，特种纤维素 139
8.2.3生物乙醇 140
8.2.4生物材料，木质素磺酸盐 140
8.2.5食品/化学品，香草醛 141
8.3能源 141
8.4环境 142
8.5展望 142
8.6结论 144
参考文献 144
第9章 利用农作物生产乙醇、沼气和化学品的生物精炼厂——中国河南省南阳市在天冠循环经济模式下的生物乙醇产业的大规模示范 145
9.1简介 145
9.2本研究相关国内外背景和条件 145
9.3案例研究的定性分析 146
9.3.1案例研究范围 146
9.3.2案例研究的基本特征描述 146
9.3.3案例循环经济图和分析 147
9.4案例研究的定量分析 149
9.4.1四大指标体系的变化 149
9.5能量流分析 150
9.5.1系统一般物质流图 150
9.6一般物质流分析 151
9.6.1系统组分流的分析 152
9.7系统的改进 154
9.8结论 155
参考文献 156
第10章 生物能源多联产，制浆造纸厂和发电厂相关的碳捕获和存储 157
10.1简介 157
10.2制浆业的生物能源系统 159
10.2.1基于黑液气化（BLG）的生物燃料的生产 159
10.2.2基于黑液气化的发电 160
10.3生物燃料的升级与颗粒的生产 161
10.4性能和可持续性分析 162
10.4.1基于BLG的生物燃料生产的性能 162
10.4.2基于黑液气化的发电性能 165
10.4.3颗粒生产性能 167
10.5生物能源系统和CCS的潜力 167
10.5.1具有CCS的BLG系统 168
10.6结论 169
参考文献 170
第11章 替代燃料和绿色航空 172
11.1简介 172
11.2航空燃料要求 175
11.2.1喷气燃油规格 175
11.2.2替代喷气燃料规格 183
11.3燃油特性 186
11.3.1组分对燃料性能的影响 186
11.3.2排放 195
11.4航空燃料用生物燃料原料 196
11.4.1种子油的作物生产 196
11.4.2藻类作物生产 199
11.5制造阶段 204
11.5.1脱水、原油提取和预处理 205
11.5.2酯交换 206
11.5.3加氢处理 208
11.5.4其他策略 209
11.5.5副产品 209
11.6生命周期评估 210
11.7结论 214
致谢 214
缩略语 214
附录 石油化工基本术语和概念 215
参考文献 217
第12章 制浆和造纸业——未来发展趋势 225
思考问题 229
参考文献 229
第13章 生物精炼厂利用废弃物——通过微生物利用生物质生产能源和化学品 230
13.1简介 230
13.2来自废弃物和其他生物质的可持续生产燃料和化学品 231
13.2.1微生物学进程中的物质和化学能的循环 231
13.3用生物质作为原料替代石油燃料 231
13.4微生物进行能源可行的生物分解反应 233
13.4.1基于理解微观相互作用的生态思维 234
13.4.2自然过程中空气和水污染减弱 234
13.5燃料和化学品的运输当本地产品开采时，运输减少和风险较小 235
13.6对新的、小型或中型生物产业的社会经济结构的有益影响 236
13.7生物量和原料 236
13.7.1大分子的酶水解 237
13.7.2半纤维素、纤维素和木质素 237
13.7.3食品工业副产品和农业的淀粉和其他糖类 238
13.7.4工业废弃物生物质 238
13.7.5市政废弃物和废水利用 241
13.7.6去除有害物质 242
13.8发酵过程和生物反应器设计改造 243
13.8.1生产率提高降低了生物反应器施工的成本和下游流程 243
13.8.2用于过程模拟的PMEU 243
13.8.3厌氧菌有效 245
13.8.4细菌和其他微生物的一些可利用的生物化学途径 245
13.8.5生物工程中的混合培养物 246
13.8.6批量生产单位业务规划的新原则 246
13.9热塑性工艺 248
13.10挥发性产品 249
13.11化学技术和生物工艺流程解决方案之间的差异 250
13.12生物概念评估 250
13.12.1新材料思想：所有工艺废料都是原料 250
13.12.2生产设备的多次使用 251
13.12.3与生物产业有关的植物营养与农业 251
13.12.4具有全球影响的微生物代谢产物 252
13.13结论 253
讨论问题 253
参考文献 253
第14章 关于使用生物质能源系统的未来的总结和观点 258
参考文献 262