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文献清单:“生物甲烷研究进展与应用前景”方向 | MDPI Methane |
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期刊名:Methane
期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/methane
在全球追求能源转型与可持续发展的浪潮中,生物甲烷正以其独特的“负碳”潜力和循环经济模式,成为备受瞩目的绿色能源新星。
生物甲烷,由有机废弃物经厌氧发酵和提纯制成,是一种至关重要的可持续能源。其核心价值在于将农业粪污、餐厨垃圾等转化为高价值清洁能源,实现“变废为宝”的循环经济。
在应用上,提纯后的生物甲烷用途广泛:可直接注入城市燃气管道,为居民和工业提供绿色燃气;可作为车用燃料,驱动低碳公共交通和物流运输;也可用于发电与供热,实现区域的能源自给。
生物甲烷的重要性尤为突出。首先,它是实现“碳中和”的关键路径之一,其全生命周期近乎碳中性,能有效替代化石天然气。其次,它完美解决了有机废弃物的污染问题,减少了甲烷直接排放,同时生产出有机肥,反哺农业。最后,它有助于提升国家能源安全,是一种分布广泛、可再生的本土能源。因此,大力发展生物甲烷产业,对构建绿色、低碳、可持续的能源未来具有不可替代的战略意义。
此次主要分享发表自Methane期刊的生物甲烷技术研究进展与应用前景,旨在集中展示该领域的最新研究成果。
1. Different Susceptibilities of Wheat Straw and Corn Stover to Mechanical Pretreatment for Biomethane Production
小麦秸秆与玉米秸秆在生物甲烷生产中机械预处理的不同响应特性
本研究探讨了机械预处理对小麦秸秆与玉米秸秆厌氧降解性能及生物甲烷产量的影响。实验结果表明,经预处理的小麦秸秆累计甲烷产量较原材料提升49.2%;而玉米秸秆经相同处理后仅实现10.1%的微弱增长,其预处理方案在经济可行性方面存在明显不足。
Methane 2025, 4(1), 5; https://doi.org/10.3390/methane4010005

2. Dark Fermentation and Anaerobic Digestion for H2 and CH4 Production, from Food Waste Leachates
餐厨垃圾渗滤液暗发酵与厌氧消化制取氢气和甲烷研究
摘要:本研究探讨了利用餐厨垃圾渗滤液通过两阶段工艺生产生物气的效果:第一阶段通过暗发酵制取生物氢气,第二阶段通过厌氧消化制取生物甲烷。实验结果表明,虽然暗发酵阶段的氢气产量相对较低,但后续的厌氧消化阶段实现了显著更高的甲烷产量和有机物降解率。本研究旨在通过优化工艺参数,提升这两种生物燃料的生产效率与产出水平。
Methane 2025, 4(2), 11; https://doi.org/10.3390/methane4020011

3. Techno-Economic Assessment of On-Site Production of Biomethane, Bioenergy, and Fertilizer from Small-Scale Anaerobic Digestion of Jabuticaba By-Product
嘉宝果副产物小规模厌氧消化联产生物甲烷、生物能源与肥料的技术经济评估
本研究评估了利用嘉宝果加工副产物进行小规模厌氧消化,联产生物甲烷、电、热及肥料的技术经济可行性。结果表明:虽然直接回收生物甲烷的经济性欠佳,但将沼气用于热电联产可显著提升项目效益,实现正向净收益与可观内部收益率。该模式不仅有助于可再生能源生产,也为推动循环经济转型提供了可行路径。
Methane 2023, 2(2), 113-128; https://doi.org/10.3390/methane2020009

4. Effect of Particle Size on the Biomethanation Kinetics of Mechanically Pretreated Sargassum spp. Biomass
粒径对机械预处理马尾藻生物甲烷化动力学的影响研究
本研究探讨了粒径如何影响经机械预处理的马尾藻生物质在生物甲烷生产中的动力学特性。研究发现,减小粒径能显著提高其生化甲烷潜力;然而,过细的颗粒反而可能因聚集作用而抑制甲烷产率,这主要是由于藻类细胞与微生物之间的接触效率降低所致。
Methane 2024, 3(1), 160-171; https://doi.org/10.3390/methane3010010

S.1 S.2 S.3

5. Methane Production from Sugarcane Vinasse Biodigestion: An Efficient Bioenergy and Environmental Solution for the State of São Paulo, Brazil
甘蔗酒糟生物消化产甲烷:巴西圣保罗州的能源与环境双赢策略
本研究评估了巴西圣保罗州利用甘蔗酒糟进行生物消化产甲烷的潜力,结果表明该技术可规模化生产沼气发电与生物甲烷,并显著减少温室气体排放。研究发现,通过酒糟资源化利用可满足650万居民的全部生活用能需求,并每年替代约35亿升柴油,从而产生巨大的环境效益。
Methane 2024, 3(2),30; https://doi.org/10.3390/methane3020017

6. Biogas Purificatio 314-3n by Intensified Absorption in a Micromixer
基于微混合器的强化吸收技术用于沼气提纯研究
本研究探讨了利用微混合器内的强化吸收过程脱除沼气中的二氧化碳。结果表明:采用物理吸收时,二氧化碳脱除率可达25%;而采用化学吸收时,其脱除率可提升至88%。该研究凸显了微混合器技术在吸收效率与传质速率方面的显著优势,其性能大幅超越了传统提纯方法。
Methane 2025, 4(3), 14; https://doi.org/10.3390/methane4030014

7. Biomethanation of Crop Residues to Combat Stubble Burning in India: Design and Simulation Using ADM1 Mathematical Model
利用作物残茬生产生物甲烷以应对印度秸秆焚烧问题:基于ADM1数学模型的设计与模拟
本研究针对印度秸秆焚烧问题,基于ADM1数学模型设计了一套适用于小规模农户、兼顾成本效益与操作简便性的虚拟沼气厂。对不同作物残茬的模拟结果表明,该方案每日可产生9–10立方米甲烷,相当于发90–100千瓦时电力;同时建议通过与畜禽粪便共发酵以提高工艺稳定性。本研究为政策制定者与农户利用秸秆实现可持续能源生产提供了可行思路。
Methane 2022, 1(2), 125-138; https://doi.org/10.3390/methane1020011

8. Thermochemical Pretreatment for Improving the Psychrophilic Anaerobic Digestion of Coffee Husks
热化学预处理提升咖啡壳低温厌氧消化性能研究
本研究评估了经热化学预处理的咖啡壳在低温厌氧消化条件下的生物甲烷生产潜力。结果表明,该预处理工艺可使甲烷产量较未处理的低温消化系统提高36.89%。该方法不仅能有效提升甲烷产率,其产生的能源更能满足494户家庭的全年用能需求,综合表现显著优于中温厌氧消化及未经预处理的低温消化工艺。
Methane 2024, 3(2), 214-226; https://doi.org/10.3390/methane3020013

Methane期刊介绍
https://www.mdpi.com/journal/methane
主编:Prof. Dr. Patrick Da Costa, Institut d’Alembert, Sorbonne Université, CNRS UMR7190, 2 pl de la Gare de Ceinture, 78210 St Cyr L’Ecole, France
期刊专注于甲烷及其相关领域的创新研究。期刊涵盖甲烷的生产、储存、转化、利用及环境影响等多个方向,涉及能源科学、环境工程、化学催化、微生物学等交叉学科,旨在为全球学者提供高质量的学术交流平台。本期刊涵盖与甲烷相关的所有研究主题,重点关注但不限于以下领域:甲烷勘探与开采技术,甲烷的化学与物理特性,甲烷及其衍生物的应用,甲烷排放与控制,甲烷代谢过程,天然气水合物(可燃冰),氢能技术,氢燃料开发。

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