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生物燃料生物燃料发生了什么?能源技术:从有机物质中获取大量燃料已经证明比预期的印刷版iconSep 5th 2013更加困难和昂贵

点击量:   时间:2017-06-21 01:09:33

<p>科学家们早就知道如何将各种有机物质转化为液体燃料树木,灌木,草,种子,真菌,海藻,藻类和动物脂肪都被转化为生物燃料,为汽车,船舶甚至飞机提供动力</p><p>对于没有焦油砂,页岩油田或喷砂的国家,生物燃料可以通过提供将化石燃料碳释放到大气中的替代方案来帮助减少温室气体排放但是,制造大量生物燃料总是比昂贵且不方便例如,简单地钻一点石油乙醇是一种易于从含糖或淀粉植物中蒸馏出来的酒精生物燃料它已经被用来为汽车提供动力,因为福特的T型和混合到传统汽油中的燃料约占燃料燃烧量的10%</p><p>如今的美国汽车用植物脂肪制成的生物柴油同样在欧洲混合(低比例为5%)进入传统柴油但这些“首先一代“生物燃料有缺点它们是由富含糖,淀粉或油的植物制成,否则可能被人或牲畜吃掉乙醇生产已经消耗了美国玉米(玉米)收获的40%,而赫尔的一个新的乙醇工厂即将来临成为英国最大的小麦买家,每年使用1100万吨乙醇和生物柴油也有局限性作为车辆燃料,在寒冷天气表现不佳并且能够破坏未经修改的发动机为了克服这些限制,数十家初创公司出现在过去十年,其目的是开发第二代生物燃料他们希望通过从没有营养价值的生物质原料制造燃料来避免“食物与燃料”的争论,例如农业废弃物或快速生长的树木以及在其他非生产性土地上种植的草其他公司计划直接“替代”可以替代传统化石燃料的生物燃料,而不是必须在Gover中混合国内生物燃料大使乔治·布什认为生物燃料是通往能源独立的途径,签署了制定最低价格的法律规则,并要求炼油厂和进口商每年销售越来越多的生物燃料到2013年,美国应该燃烧近3,800一年的“纤维素”生物燃料由木本植物制成辛劳和麻烦生物燃料行业停滞不前,而不是咆哮生活,初创企业破产,幸存的公司缩减了他们的计划,随着第一代生物燃料的价格上涨,消费者的兴趣减弱同时,水力压裂的扩散开启了新的石油和天然气储备,为能源独立提供了另一条途径2012年,美国环境保护局(EPA)将纤维素生物燃料的2013年目标削减至5300万升出了什么问题</p><p>制造第二代生物燃料意味着克服三个挑战第一个是将木质纤维素和木质素聚合物分解成简单的植物糖</p><p>第二个是通过热化学过程(使用催化剂,将这些糖转化为嵌入式燃料以适应现有载体)极端温度和高压)或生物化学过程(使用酶,天然或合成细菌或藻类)第三个也是最大的挑战是如何以低成本和大规模的方式做到这一切2008年壳牌,一个能源巨头,从事十大先进生物燃料项目的研究它现在关闭了大部分生物燃料项目,其中没有一个已经准备好商业化“我们看到的所有技术都有效,”壳牌替代能源副总裁Matthew Tipper说道</p><p>“我们可以得到各自以实验室规模和示范规模生产燃料“但将生物燃料推向市场证明比预期更慢,成本更高五年前的乐观情绪可能有但是,开发第二代生物燃料的努力仍在继续中,有六家公司正在对工业规模的工厂进行最后的修改,有几家公司已经开始生产少量的第二代生物燃料</p><p>有些公司甚至声称这样做会赚钱考虑Shell Raizen ,它与巴西Cosan的合资企业,每年从甘蔗汁生产超过2,000,000升的第一代乙醇通常留下的纤维秸秆被焚烧用于动力或变成纸张,但是明年Raizen将开始将它们变成第二代 - 一代生物乙醇,使用来自加拿大生物技术公司Iogen的设计酶的混合物 Raizen希望每年生产4000万升纤维素乙醇,通过将纤维素操作与传统乙醇工厂共同定位来降低成本并提高产量在这种模式下,第二代生物燃料补充并增强第一代工艺,而不是直接替换它们预计美国有三家工厂将于2014年开始从废玉米棒子,叶子和果壳中生产纤维素乙醇:爱荷华州的POET-DSM高级生物燃料(7500升)和杜邦(110米),以及堪萨斯州的Abengoa(9500升)但是,第一家使用工业规模的酶生产乙醇的公司是Beta Renewables,这是一家意大利化学巨头Chemtex的衍生产品,位于都灵附近Crescentino的一家80米高的纤维素乙醇工厂,在夏季已经运行了一半</p><p>使用来自附近农场的稻草它将在秋季运行玉米废物,在冬季运行稻草,然后在春季运行多年生桉树Beta Renewables已经授权其技术f或者在巴西和马来西亚使用,预计到今年年底将销售更多的许可证所有Beta的工厂已经可以生产生物燃料,尽管只在原料非常便宜的地区,该公司的老板Guido Ghisolfi就是这样说的纤维素乙醇进入市场,然而,由于燃料效率的提高和经济疲软的持续,许多发达国家的燃料需求正在减少因此,对于混合乙醇的需求也在下降</p><p>在美国,含有多达15的汽油美国环保署允许并由乙醇生产商推广的乙醇%仍然是车站前院的罕见现象其他生物燃料公司正在继续寻求燃料燃料一个吸引力是,与乙醇相比,其需求在很大程度上取决于乙醇在政府要求将其与传统燃料混合使用时,插入式燃料不太容易受到政治意愿的影响另一种情况是,燃料通常由糖作为燃料制成原料,通常来源或纤维素,糖广泛可用,易于运输踩在加利福尼亚州的气体Amyris,基因工程酵母和其他微生物将糖发酵成一种叫做法呢烯的长链烃分子然后可以加工成一系列化学品和燃料经过几年不可思议的承诺和交付不足之后,Amyris现在为巴西的公共汽车生产有限数量的可再生柴油,并试图将其可再生喷气燃料认证用于商业用途Solazyme,另一家总部位于加利福尼亚的公司,也专注于可再生柴油和喷气燃料,在其来自藻类的情况下,露天池塘中的微观藻类可以利用自然阳光和大气或工业废物二氧化碳来生产油类但收获燃料,只有非常小的比例存在,昂贵和困难Solazyme反而在密封的发酵容器中生长藻类与糖一种能源美国海军在运动中使用了数万升的藻类燃料,美国连锁加油站Propel最近成为第一家提供藻类柴油的国家</p><p>但是尽管其技术明显有效,但Solazyme对此仍保持谨慎态度</p><p>经济学巴西的一个110万升藻类工厂将于今年年底投入运营,这可能会澄清Solazyme的商业潜力如果滴入式生物燃料将在全球范围内产生影响,那么它们将不得不经济实惠</p><p>南美洲的热带气候,糖可以廉价种植目前唯一一种直接从木质生物质制造直接燃料的商业设施由一家名为KiOR的初创公司运营,其位于密西西比州哥伦布的50万升工厂变成松树芯片对于包括联邦快递(一家物流公司)和雪佛龙(Chevron)在内的客户而言,石油巨头KiOR采用了一种称为流体催化裂解的热化学工艺,从传统技术中借鉴了许多技术</p><p>石油炼油厂,不像繁琐的生化系统,应该很容易扩大规模KiOR计划在附近的纳奇兹建设一个1.5亿升的设施然而,哥伦布工厂还没有在满负荷运行的任何地方运行,而且KiOR有很多债务而且还在亏损资金8月份心怀不满的投资者发起集体诉讼一些观察人士怀疑即使是最复杂的生物燃料在不久的将来是否会与化石燃料竞争 澳大利亚生物工程和纳米技术研究所的研究员Daniel Klein-Marcuschamer对可再生航空燃料进行了全面分析他得出结论,从甘蔗生产第一代生物喷气燃料需要至少每桶168美元的油价才能具备竞争力而且一些第二代藻类技术要求原油价格飙升至每桶1000美元以上(目前的价格约为110美元)才能打破平均克莱因 - 马库舍尔先生使他的模型开源以帮助行业找到方法使生物燃料更具竞争力然而,即使第二代工艺可以经济地扩大规模,也可能反过来突出另一个问题为了使美国炼油厂每天流动的2500万升常规石油产生重大影响,生物燃料工厂必须能够获得惊人数量的原料Beta Renewables的Ghisolfi先生指出一家年度工厂产量为1.4亿升,每年需要350,000吨生物质来运营“只有某些地区,在巴西以及美国和亚洲的某些地区,你可以在近距离内找到这么多的生物质,”Ghisolfi先生说,“我是对这个规模扩大到10倍的怀疑,因为在一个收集点获得3500万吨生物质将是一项非常大的工作“每年全球生产数十亿吨农业废弃物,但这种材料稀薄地扩散,收集和运输费用昂贵此外,农场使用这些废物来调节土壤,喂养动物或燃烧电力转移现有的木材来制造生物燃料会使建筑商和造纸商烦恼,在未开发的土地上种植燃料作物几乎没有争议:一个人的荒地是另一个原始生态系统数十个环保组织抗议美国环保署最近允许种植快速增长的巨型生物燃料的种子,将其称为有害和高度侵入性的杂草正如食品与燃料的论点已被证明对今天的生物燃料有争议,