木質纖維素類生物質原料結晶度的測定編輯說明

能源行業(yè)標準

《木質纖維素類生物質原料結晶度的測定》

編制說明

（征求意見稿）

湖南農(nóng)業(yè)大學

二〇二二年五月

1編制目的和意義

能源危機是全人類當前以及未來都將面臨的巨大挑戰(zhàn)。化石資源不僅為人類提供了基礎

能源，而且還是現(xiàn)階段主要的有機工業(yè)原料，是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎。但是，由

于石油、煤和天然氣等主要的化石能源不可再生，為了維持現(xiàn)代文明的持續(xù)，人類必須尋求

新的可再生能源。與此同時，化石能源的過度消耗也造成了嚴重的環(huán)境問題。我國已成為世

界第一大石油消費國，大規(guī)模的能源消費和以礦物資源為主的能源消費結構，其負面效應已

成為制約我國經(jīng)濟健康快速發(fā)展的最大障礙。當前，俄烏沖突事件的發(fā)生，導致世界能源供

給問題更加凸顯。因此，大力發(fā)展可再生能源，特別是利用農(nóng)林廢棄物等木質纖維素類生物

質原料生產(chǎn)生物質能源，對保障國家能源安全具有重要的戰(zhàn)略意義。加強木質纖維素類生物

質原料的綜合利用，大力推進生物質能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是實現(xiàn)我國全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展

的必經(jīng)之路。

我國是農(nóng)業(yè)大國，每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新增約8億多噸農(nóng)作物秸稈和2億多噸林業(yè)采伐及加工

剩余物；此外，我國潛在的5700萬hm2宜林地和荒沙、荒地和近1億hm2不適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)

的邊際土地，亦可通過栽種專用能源植物來提高我國木質纖維素類生物質原料的產(chǎn)量，巨大

的資源潛力為發(fā)展生物質能源奠定了堅實的基礎。但是，我國的木質纖維素類生物質原料具

有豐富的多樣性，這同時導致了原料中的有效化學成分也具有極大的差異性。由于我國暫無

木質纖維素原料化學成分的測定方法，導致了企業(yè)目前無法對生物質原料品質進行有效評

估，嚴重地影響了我國生物質能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

2任務來源，工作簡要過程，主要參編單位和工作組成員等

2.1任務來源

2019年11月25日，國家能源局綜合司下達《國家能源局綜合司關于征集2020年度能

源領域行業(yè)標準計劃及外文版計劃的通知》，本標準由能源行業(yè)非糧生物質原料標準化技術

委員會負責執(zhí)行，由湖南農(nóng)業(yè)大學承擔組織制定任務。

2.2工作簡要過程

2019年12月：成立標準制定小組，制定標準編制方案、原則和計劃等；

2020年1月~2月：國內(nèi)外技術標準調(diào)研，收集相關技術資料；

2020年3月~4月：構建測試系統(tǒng)，驗證試驗技術；

2020年5月~6月：編寫試驗方法；

2020年7月~8月：完成并提交標準初稿；

2

2020年9月~12月，根據(jù)專家意見進行修改，形成征求意見稿。

2.3主要參編單位和工作組成員

本標準由能源行業(yè)非糧生物質原料標準化技術委員會歸口管理。由湖南農(nóng)業(yè)大學負責起

草，工作組成員有李蒙、易自力、陳智勇、薛帥、汪盛、李遙。

3標準編寫原則、依據(jù)和主要內(nèi)容

3.1編制原則

（1）科學性和準確度

結晶度的測定原理必須具有科學性，能夠保證測定結果的準確性和真實性，同時保證后

續(xù)測定的結果可以真實反映木質纖維素類生物質原料的結晶度水平，試驗結果具有良好的準

確度。

（2）重復性和精密度

使用該部分標準對木質纖維素類生物質原料進行纖維素結晶度的測定必須具有重復性，

能夠保證多次平行試驗數(shù)據(jù)的偏差在較小的范圍內(nèi)，試驗結果具有良好的精密度。

（3）現(xiàn)實性和可操作性

結晶度的測定方法必須具有現(xiàn)實性，標準中體現(xiàn)技術水平具有現(xiàn)實性，能夠與當前社會

的科技發(fā)展水平相適應；結晶度的測定方法必須具有可操作性，試驗中所使用的儀器耗材、

化學試劑和操作方法必須具有普遍、易操作等特點。

3.2編制依據(jù)

《中華人民共和國可再生能源法》

國家發(fā)展改革委、國家能源局《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》

GB/T1.1-2009標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫規(guī)則

GB/T20000.1-2014標準化工作指南第1部分：標準化和相關活動的通用術語

GB/T20000.9-2014標準化工作指南第9部分：采用其他國際標準化文件

GB/T20001.4-2015標準編寫規(guī)則第4部分：試驗方法標準

中華人民共和國標準化法（中華人民共和國主席令第11號）

3.3標準內(nèi)容框架

標準的內(nèi)容包括：

1范圍

2規(guī)范性引用文件

3術語和定義

4原理

5儀器設備

6試驗步驟

7試驗數(shù)據(jù)處理

3

8精密度

3.3.1范圍

本部分規(guī)定了木質纖維素類生物質原料結晶度測定的術語和定義、原理、儀器設備、試

驗步驟、試驗數(shù)據(jù)處理以及精密度。

本部分適用于如農(nóng)林廢棄物、能源植物等各類草本或木本木質纖維素類生物質原料標準

樣品（包括衍生材料）。

3.3.2規(guī)范性引用文件

本標準引用相關標準如下：

NB/T34029—2015非糧生物質原料名詞術語

3.3.3術語和定義

本節(jié)列出了木質纖維素類生物質原料結晶度的測定相關術語6項，同時對各項進行了定

義解釋。

3.3.4原理

纖維素結晶區(qū)分子排列規(guī)則、整齊、緊密，在X射線照射下可呈現(xiàn)清晰的衍射峰，而

纖維素非結晶區(qū)得到的信號強度較弱，通過計算2θ范圍內(nèi)結晶區(qū)和非結晶區(qū)特征波峰信號

強度獲得纖維素結晶度。

3.3.5儀器設備

本節(jié)列出了木質纖維素類生物質原料結晶度的測定所需的儀器設備，其中包括儀器設備

4項。

3.3.6試驗步驟

根據(jù)木質纖維素類生物質原料結晶度的測定原理，將本部分標準的試驗步驟分為標準樣

品的制備和結晶度的測定兩個部分。

3.3.7試驗數(shù)據(jù)的處理

本節(jié)列出了木質纖維素類生物質原料結晶度的計算及表述方法。

3.3.8精密度

取兩個平行測定結果的算術平均值為測定結果。

結晶度平行測定結果的絕對差值不大于10%。

4采用國際標準和國外先進標準情況

無。

4

5主要試驗驗證情況和預期達到的效果

木質纖維素類生物質原料的物理特性是影響研發(fā)、生產(chǎn)生物質能源的關鍵指標，制定木

質纖維素類生物質原料結晶度的測定方法，可確保木質纖維素類生物質原料物理特性測定結

果的統(tǒng)一性、準確性和穩(wěn)定性，為木質纖維素類生物質原料品質評價和生物質能源研發(fā)、生

產(chǎn)提供可靠理論保障。

6與現(xiàn)行法律、法規(guī)、政策及相關標準的協(xié)調(diào)性

無

7貫徹標準的要求和措施建議

建議有關行政主管部門在該部分標準發(fā)布后，向使用本部分標準的有關單位進行標準宣

貫，建立科學的、統(tǒng)一的木質纖維素類生物質結晶度的測定方法，確保不同地點木質纖維素

類生物質原料有效化學成測定結果的一致性、可比性，查清我國木質纖維素原料的類型、資

源量和有效化學成分含量，為進一步發(fā)展非糧生物質能提供基礎信息，為制定各級生物質能

專項規(guī)劃和項目評估提供依據(jù)。

8代替或廢止現(xiàn)行標準的建議

本標準為首次制定，不涉及廢止現(xiàn)行有關標準的問題。

9標準名稱與計劃項目名稱發(fā)生變化的主要原因

無

10相關分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無。

11作為強制性標準或推薦性標準的建議

本部分標準主要規(guī)定了木質纖維素類生物質原料結晶度的測定方法，確保物理特性測定

結果的統(tǒng)一性、準確性和穩(wěn)定性，建議將本標準作為推薦性標準法發(fā)布。

5

參考文獻

[1]ISO/TR19716:2016Nanotechnologies—Characterizationofcellulose

nanocrystals

[2]ISO/TR20477:2017Nanotechnologies—Standardtermsandtheirdefinition

forcellulosenanomaterial

6

目錄

1編制目的和意義............................................................................................................................2

2任務來源，工作簡要過程，主要參編單位和工作組成員等....................................................2

2.1任務來源.............................................................................................................................2

2.2工作簡要過程.....................................................................................................................2

2.3主要參編單位和工作組成員..............................................................................................3

3標準編寫原則、依據(jù)和主要內(nèi)容................................................................................................3

3.1編制原則.............................................................................................................................3

3.2編制依據(jù).............................................................................................................................3

3.3標準內(nèi)容框架.....................................................................................................................3

3.3.1范圍..........................................................................................................................4

3.3.2規(guī)范性引用文件......................................................................................................4

3.3.3術語和定義..............................................................................................................4

3.3.4原理..........................................................................................................................4

3.3.5儀器設備..................................................................................................................4

3.3.6試劑..........................................................................................................................4

3.3.7試驗步驟..................................................................................................................4

3.3.8試驗數(shù)據(jù)的處理......................................................................................................4

3.3.9精密度......................................................................................................................4

4采用國際標準和國外先進標準情況............................................................................................4

5主要試驗驗證情況和預期達到的效果........................................................................................5

6與現(xiàn)行法律、法規(guī)、政策及相關標準的協(xié)調(diào)性........................................................................5

7貫徹標準的要求和措施建議........................................................................................................5

8代替或廢止現(xiàn)行標準的建議........................................................................................................5

9標準名稱與計劃項目名稱發(fā)生變化的主要原因........................................................................5

10相關分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)..............................................................................................5

11作為強制性標準或推薦性標準的建議......................................................................................5

參考文獻.............................................................................................................................................6

1

1編制目的和意義

能源危機是全人類當前以及未來都將面臨的巨大挑戰(zhàn)?；Y源不僅為人類提供了基礎

能源，而且還是現(xiàn)階段主要的有機工業(yè)原料，是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎。但是，由

于石油、煤和天然氣等主要的化石能源不可再生，為了維持現(xiàn)代文明的持續(xù)，人類必須尋求

新的可再生能源。與此同時，化石能源的過度消耗也造成了嚴重的環(huán)境問題。我國已成為世

界第一大石油消費國，大規(guī)模的能源消費和以礦物資源為主的能源消費結構，其負面效應已

成為制約我國經(jīng)濟健康快速發(fā)展的最大障礙。當前，俄烏沖突事件的發(fā)生，導致世界能源供

給問題更加凸顯。因此，大力發(fā)展可再生能源，特別是利用農(nóng)林廢棄物等木質纖維素類生物

質原料生產(chǎn)生物質能源，對保障國家能源安全具有重要的戰(zhàn)略意義。加強木質纖維素類生物

質原料的綜合利用，大力推進生物質能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是實現(xiàn)我國全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展

的必經(jīng)之路。

我國是農(nóng)業(yè)大國，每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新增約8億多噸農(nóng)作物秸稈和2億多噸林業(yè)采伐及加工

剩余物；此外，我國潛在的5700萬hm2宜林地和荒沙、荒地和近1億hm2不適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)

的邊際土地，亦可通過栽種專用能源植物來提高我國木質纖維素類生物質原料的產(chǎn)量，巨大

的資源潛力為發(fā)展生物質能源奠定了堅實的基礎。但是，我國的木質纖維素類生物質原料具

有豐富的多樣性，這同時導致了原料中的有效化學成分也具有極大的差異性。由于我國暫無

木質纖維素原料化學成分的測定方法，導致了企業(yè)目前無法對生物質原料品質進行有效評

估，嚴重地影響了我國生物質能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

2任務來源，工作簡要過程，主要參編單位和工作組成員等

2.1任務來源

2019年11月25日，國家能源局綜合司下達《國家能源局綜合司關于征集2020年度能

源領域行業(yè)標準計劃及外文版計劃的通知》，本標準由能源行業(yè)非糧生物質原料標準化技術

委員會負責執(zhí)行，由湖南農(nóng)業(yè)大學承擔組織制定任務。

2.2工作簡要過程

2019年12月：成立標準制定小組，制定標準編制方案、原則和計劃等；

2020年1月~2月：國內(nèi)外技術標準調(diào)研，收集相關技術資料；

2020年3月~4月：構建測試系統(tǒng)，驗證試驗技術；

2020年5月~6月：編寫試驗方法；

2020年7月~8月：完成并提交標準初稿；

2

2020年9月~12月，根據(jù)專家意見進行修改，形成征求意見稿。

2.3主要參編單位和工作組成員

本標準由能源行業(yè)非糧生物質原料標準化技術委員會歸口管理。由湖南農(nóng)業(yè)大學負責起

草，工作組成員有李蒙、易自力、陳智勇、薛帥、汪盛、李遙。

3標準編寫原則、依據(jù)和主要內(nèi)容

3.1編制原則

（1）科學性和準確度

結晶度的測定原理必須具有科學性，能夠保證測定結果的準確性和真實性，同時保證后

續(xù)測定的結果可以真實反映木質纖維素類生物質原料的結晶度水平，試驗結果具有良好的準

確度。

（2）重復性和精密度

使用該部分標準對木質纖維素類生物質原料進行纖維素結晶度的測定必須具有重復性，

能夠保證多次平行試驗數(shù)據(jù)的偏差在較小的范圍內(nèi)，試驗結果具有良好的精密度。

（3）現(xiàn)實性和可操作性

結晶度的測定方法必須具有現(xiàn)實性，標準中體現(xiàn)技術水平具有現(xiàn)實性，能夠與當前社會

的科技發(fā)展水平相適應；結晶度的測定方法必須具有可操作性，試驗中所使用的儀器耗材、

化學試劑和操作方法必須具有普遍、易操作等特點。

3.2編制依據(jù)

《中華人民共和國可再生能源法》

國家發(fā)展改革委、國家能源局《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》

GB/T1.1-2009標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫規(guī)則

GB/T20000.1-2014標準化工作指南第1部分：標準化和相關活動的通用術語

GB/T20000.9-20