2025年大學《能源化學》專業(yè)題庫——生物質(zhì)資源的種植、收購與利用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項的字母填在題后括號內(nèi)，每題2分，共20分）1.下列哪種物質(zhì)通常不被歸類為生物質(zhì)能源的原料？（）A.農(nóng)作物秸稈B.木材廢棄物C.生活污水D.人類糞便2.在生物質(zhì)種植環(huán)節(jié)，旨在提高單位面積產(chǎn)量和資源量的措施是？（）A.擴大種植面積B.優(yōu)化品種選擇和栽培技術(shù)C.增加化肥農(nóng)藥使用量D.減少收割次數(shù)3.生物質(zhì)收集運輸過程中，通常優(yōu)先考慮的原則是？（）A.成本最低化B.收集效率最高C.生物質(zhì)損失最小化D.以上都是4.將生物質(zhì)在缺氧或微氧條件下加熱分解，主要目的是？（）A.水分蒸發(fā)B.碳水化合物轉(zhuǎn)化為氣體和焦油C.雜質(zhì)去除D.提高生物質(zhì)密度5.下列哪種技術(shù)主要將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料（生物柴油或生物乙醇）？（）A.直接燃燒B.氣化C.熱解液化D.酶水解與發(fā)酵6.生物質(zhì)能源利用中的“可持續(xù)收獲指數(shù)”主要考慮？（）A.生物質(zhì)生長速率B.采伐強度與再生能力的關(guān)系C.土地利用效率D.能量輸出與投入比7.生物質(zhì)壓縮成型（如制成生物質(zhì)塊、顆粒）的主要目的是？（）A.提高生物質(zhì)熱值B.方便儲存和運輸C.改善燃燒性能D.以上都是8.與傳統(tǒng)化石能源相比，生物質(zhì)能源利用的主要優(yōu)勢之一是？（）A.開采成本極低B.環(huán)境友好，CO2排放幾乎為零（考慮生命周期）C.能源密度更高D.資源分布廣泛且穩(wěn)定9.在生物質(zhì)氣化過程中，產(chǎn)生的可燃氣體主要成分通常包括？（）A.CO2和H2B.CH4和COC.N2和H2OD.CO和H210.生物質(zhì)資源化利用面臨的挑戰(zhàn)之一是？（）A.原料來源單一B.收集運輸成本高C.轉(zhuǎn)化技術(shù)效率普遍偏低D.市場接受度差二、填空題（請將正確答案填在橫線上，每空2分，共20分）1.生物質(zhì)資源根據(jù)來源可分為________生物質(zhì)和________生物質(zhì)兩大類。2.生物質(zhì)能源利用中的“生命周期評價”是為了評估生物質(zhì)產(chǎn)品從________到________整個過程的環(huán)境影響。3.生物質(zhì)收集運輸?shù)摹熬嚯x衰減效應”指收集點離________越遠，單位運輸成本通常越高。4.堿液精煉是生物質(zhì)________（填主要轉(zhuǎn)化技術(shù)之一）過程中常用的預處理方法，旨在去除木質(zhì)素和部分雜質(zhì)。5.生物柴油是通過生物質(zhì)油脂與________發(fā)生酯交換反應制得的液體燃料。6.生物質(zhì)熱解是在________條件下，使生物質(zhì)熱分解產(chǎn)生生物油、生物炭和可燃氣體等產(chǎn)物的過程。7.為了保證生物質(zhì)資源的可持續(xù)供應，種植環(huán)節(jié)必須考慮________和________兩大原則。8.生物質(zhì)發(fā)電廠常用的燃燒方式包括________燃燒和________燃燒。9.生物質(zhì)能源的經(jīng)濟性評價需要綜合考慮________成本、轉(zhuǎn)化成本、________成本及能源輸出價值。10.將有機廢棄物（如餐廚垃圾）進行厭氧消化處理，主要目的是利用微生物產(chǎn)生________和________。三、名詞解釋（請對下列名詞進行解釋，每題4分，共20分）1.生物質(zhì)固化成型2.熱化學轉(zhuǎn)化3.可持續(xù)收獲指數(shù)4.生物基材料5.生命周期評價四、簡答題（請簡要回答下列問題，每題5分，共20分）1.簡述生物質(zhì)資源種植環(huán)節(jié)需要考慮的主要環(huán)境因素。2.比較生物質(zhì)收集運輸與傳統(tǒng)能源（如煤炭）運輸?shù)闹饕煌c。3.簡述生物質(zhì)氣化技術(shù)的基本原理及其主要產(chǎn)物。4.簡述生物質(zhì)能源利用過程中需要關(guān)注的主要經(jīng)濟性問題。五、論述題（請就下列問題進行深入論述，共20分）結(jié)合當前的技術(shù)和經(jīng)濟形勢，分析發(fā)展生物質(zhì)能源在促進能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和實現(xiàn)碳中和目標方面的重要意義，并探討其面臨的主要挑戰(zhàn)及可能的應對策略。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.D4.B5.C6.B7.B8.B9.B10.B二、填空題1.植物性；動物性2.開端；結(jié)束3.生物質(zhì)供應點（或原料產(chǎn)地）4.熱解液化5.甲醇6.缺氧或微氧7.環(huán)境友好；經(jīng)濟可行8.往復式爐排；循環(huán)流化床9.收集運輸；環(huán)境10.甲烷；沼渣三、名詞解釋1.生物質(zhì)固化成型：指通過加壓、加熱等方式，將松散的生物質(zhì)（如秸稈、林業(yè)廢棄物）壓實、densify成具有固定形狀（如塊狀、顆粒狀、棒狀）的燃料，以便于儲存、運輸和利用的過程。2.熱化學轉(zhuǎn)化：指利用高溫、高壓或催化劑等條件，通過物理或化學變化，將生物質(zhì)中的大分子有機物分解為小分子燃料或化學品的過程，主要包括氣化、液化、熱解等。3.可持續(xù)收獲指數(shù)：指在保證生態(tài)系統(tǒng)健康和長期穩(wěn)定的前提下，單位時間內(nèi)從特定區(qū)域內(nèi)可持續(xù)獲取的生物質(zhì)資源量與其再生能力之間的比率，是衡量生物質(zhì)采伐利用是否可持續(xù)的關(guān)鍵指標。4.生物基材料：指以生物質(zhì)（植物、動物、微生物等）為原料，通過生物發(fā)酵、化學合成或物理加工等方法生產(chǎn)的材料，包括生物塑料、生物化學品、生物復合材料等。5.生命周期評價：指系統(tǒng)地識別和評估一個產(chǎn)品或服務從原材料獲取、生產(chǎn)、使用到廢棄處理整個生命周期階段的環(huán)境負荷（如資源消耗、污染排放）的方法。四、簡答題1.生物質(zhì)資源種植環(huán)節(jié)需要考慮的主要環(huán)境因素包括：土壤條件（肥力、質(zhì)地、pH值等）、氣候條件（光照、溫度、降水）、水資源可利用性、土地類型與承載力、生物多樣性保護、病蟲害防治（優(yōu)先采用生物防治）、養(yǎng)分循環(huán)與可持續(xù)性（避免過度施肥）、以及種植活動對周邊生態(tài)環(huán)境（如水體、土壤、生物）的影響等。2.生物質(zhì)收集運輸與傳統(tǒng)能源運輸?shù)闹饕煌c在于：①原料分散性：生物質(zhì)資源（尤其是農(nóng)業(yè)廢棄物）分布廣泛且相對零散，而煤炭等傳統(tǒng)能源通常集中開采；②運輸成本占比：由于原料分散，生物質(zhì)收集運輸?shù)木嚯x通常更長，單位重量或體積的運輸成本相對較高；③物理形態(tài)：生物質(zhì)多為松散、低密度原料，需要專門的收集工具和運輸設備（如打包機、壓縮車），而煤炭等通常為塊狀或粉末，運輸方式相對成熟；④濕度含量：生物質(zhì)含水率通常較高，對運輸工具的密閉性和裝卸效率提出更高要求，且易發(fā)生腐敗；⑤市場組織：生物質(zhì)收集運輸往往需要更復雜的市場組織和利益協(xié)調(diào)機制。3.生物質(zhì)氣化技術(shù)的基本原理是在缺氧或微氧條件下，通過高溫（通常400-800°C）使生物質(zhì)中的有機物發(fā)生熱解和部分氧化反應，將復雜的有機大分子分解為含有CO、H2、CH4、CO2、N2、H2O等氣體以及焦油、生物炭等固液產(chǎn)物的混合物（稱為合成氣或燃氣）。主要產(chǎn)物包括：可燃氣體（如CO和H2是主要成分，可用于發(fā)電、合成化學品等）、生物炭（可作燃料或原料）、焦油（需進一步處理或利用）以及少量灰分。4.生物質(zhì)能源利用過程中需要關(guān)注的主要經(jīng)濟性問題包括：①原料獲取成本：種植、收獲、收集、運輸、預處理（如粉碎、壓縮）等環(huán)節(jié)的成本，是總成本的重要組成部分；②技術(shù)轉(zhuǎn)化成本：建設和運營生物質(zhì)轉(zhuǎn)化設施（如氣化站、發(fā)電廠、生物燃料廠）的資本投入和運行維護費用；③能源輸出價值：生物質(zhì)能源產(chǎn)品（如電力、熱力、生物燃料）的市場售價或可替代的化石能源價值；④政策支持與補貼：政府對生物質(zhì)能源項目的補貼、稅收優(yōu)惠、價格保護等政策直接影響其經(jīng)濟可行性；⑤市場競爭：生物質(zhì)能源產(chǎn)品在與化石能源或其他可再生能源（如太陽能、風能）的競爭中的價格和市場份額；⑥資金成本：項目投資所需資金的利息或融資成本。五、論述題（本題為開放性論述題，答案應包含以下核心要點，并展開合理論述）發(fā)展生物質(zhì)能源的重要意義：*能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型：生物質(zhì)能源作為一種可再生能源，可以替代部分化石燃料，減少對煤炭、石油等有限資源的依賴，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，降低能源進口對外依存度。*碳中和目標：生物質(zhì)能源在生長過程中吸收CO2，其利用過程釋放的CO2與吸收的CO2大致相當（考慮生命周期評價），是實現(xiàn)碳中和技術(shù)組合（CCS/CCUS難以大規(guī)模應用領(lǐng)域）的重要補充，有助于實現(xiàn)國家乃至全球的碳中和目標。*促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展：生物質(zhì)能源的原料多來自農(nóng)林廢棄物和農(nóng)作物，發(fā)展生物質(zhì)能源可以提供新的農(nóng)業(yè)增值途徑，帶動農(nóng)民增收，促進農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟發(fā)展。*環(huán)境效益：相比化石能源，生物質(zhì)能源利用通常排放較少的SOx、NOx等大氣污染物，有助于改善空氣質(zhì)量；利用農(nóng)林廢棄物可以減少廢棄物的露天焚燒，降低環(huán)境污染。*資源化利用：將原本可能廢棄或低價值利用的生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為高價值的能源產(chǎn)品，實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。面臨的主要挑戰(zhàn)及應對策略：*挑戰(zhàn)一：原料供應的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。**問題：*原料受氣候影響大，收集成本高，運輸距離遠，可能與人畜食用、生態(tài)保護、土地利用產(chǎn)生沖突。**策略：*開發(fā)抗逆性強、生物量高的能源作物品種；優(yōu)化種植模式和土地利用規(guī)劃；建立高效的收集、儲存和運輸體系（如壓縮成型）；發(fā)展分布式生物質(zhì)能源利用模式；加強產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，實現(xiàn)原料的多元化供應。*挑戰(zhàn)二：技術(shù)成本偏高，經(jīng)濟性有待提高。**問題：*生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)（尤其是規(guī)?；?、高效率、低成本技術(shù)）尚不成熟，導致發(fā)電、制燃料成本高于傳統(tǒng)化石能源。**策略：*加大研發(fā)投入，突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，提高轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)品品質(zhì)；通過規(guī)模化生產(chǎn)和技術(shù)進步降低單位成本；完善和落實財政補貼、稅收優(yōu)惠等激勵政策；探索市場化運營模式，如合同能源管理。*挑戰(zhàn)三：政策支持和市場機制不完善。**問題：*相關(guān)政策不穩(wěn)定，市場準入和競爭環(huán)境有待改善，缺乏有效的碳定價機制。**策略：