WorleyParsons高級(jí)主管工程師唐·科佩基最近在“能源脈搏”網(wǎng)站上發(fā)表文章,,介紹了可再生能源的發(fā)展近況及其局限性,本期將介紹生物液體燃料和生物質(zhì)能,。
液體生物燃料
生物燃料可以分為兩大類,,即乙醇及生物柴油這樣的液體燃料和其他固體燃料,。這兩種形式生物能具有不同的用途和不同的影響。美國(guó)現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的生物液體燃料是乙醇,,其與汽油混合在一起,,提高辛烷值、作為氧化劑,、作為汽油的補(bǔ)充,。生物柴油在作為添加劑、改進(jìn)排放方面發(fā)展也很快,。這些燃料都來自農(nóng)作物,受限于原料供應(yīng)的“過剩”,。
美國(guó)每年估計(jì)有240億至320億加侖糧食轉(zhuǎn)化為乙醇,,大約能生產(chǎn)80億加侖的乙醇,相當(dāng)于美國(guó)目前汽油消耗量的6.5%,。其中有65億加侖的乙醇是由256億加侖谷物轉(zhuǎn)化來的,,而且生產(chǎn)能力在以每年0.6%的速度增長(zhǎng),現(xiàn)在已經(jīng)接近了最大經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)能力,。未來的生物燃料生產(chǎn)需要其他類型的原料,,如甘蔗、甜菜或其他纖維質(zhì)材料,。
生物柴油一般由植物油生產(chǎn)轉(zhuǎn)化而來,。目前美國(guó)年生產(chǎn)生物柴油4.5億加侖,約占餾分油消耗的0.8%,,生物柴油的原料來自多種油料種子,。自從美國(guó)成為植物油的凈進(jìn)口國(guó),油料剩余產(chǎn)量就已經(jīng)消耗殆盡,。未來油料作物的種植面積有可能擴(kuò)大,,但產(chǎn)量增長(zhǎng)有限。因此生物柴油產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到極限,,想要擴(kuò)大產(chǎn)量必須依靠進(jìn)口或調(diào)整其他產(chǎn)品,。
固體生物質(zhì)能
纖維材料含有生物質(zhì)能,而且數(shù)量大,、種類多,,有木材、木本植物,、草,、作物秸稈、甘蔗渣,、建筑廢料,、城市垃圾和生活垃圾,。纖維材料潛力巨大,困難集中在收集和運(yùn)輸上,,因?yàn)樵瞎?yīng)分布在各地,,運(yùn)輸和處理費(fèi)用會(huì)超過其本身價(jià)值。問題在于如何使生物質(zhì)能的消費(fèi)者靠近供應(yīng)源,,有很多方法可將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為液體燃料或者用來發(fā)電,。
用生物質(zhì)能取暖一直伴隨著人類的發(fā)展。2006年,,美國(guó)大約燃燒了2800萬億英熱單位的生物質(zhì)能,,相比之下,石油僅0.7萬億英熱單位,、天然氣8萬億英熱單位?,F(xiàn)在美國(guó)每年居民取暖用油大約為55億加侖,這些可用4000萬噸生物質(zhì)能取代,。燃燒生物質(zhì)能取暖的主要缺陷是不夠便利和嚴(yán)重空氣污染,,現(xiàn)代技術(shù)可以解決這兩個(gè)問題。
在美國(guó),,小球爐正在變得非常流行,,主要原因是可以清潔燃燒,并且比燒木頭要方便得多,。與原料價(jià)格相比,,木球顯得十分昂貴,每噸150美元,,原料每噸才20美元,。但即使在這個(gè)價(jià)位上,也比石油,、丙烷或天然氣要更經(jīng)濟(jì),。目前,北美地區(qū)估計(jì)有80萬個(gè)小球爐,,每年消耗110萬噸木球,。小球爐的發(fā)熱效率已提高到15%,目前已經(jīng)取代了2萬億英熱單位的取暖油氣消耗,,但仍有4600萬億英熱單位供暖要靠油氣,。生物質(zhì)能與煤炭混合燃燒發(fā)電也越來越普及,這種燃燒清潔而高效,。
生物質(zhì)能面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)是如何更具經(jīng)濟(jì)性,,使用生物質(zhì)能供暖另外一個(gè)主要好處是減少硫的排放。生物質(zhì)能還可以間接發(fā)電,,用生物質(zhì)能產(chǎn)生的甲烷氣可以發(fā)電,,這項(xiàng)技術(shù)將獲得快速發(fā)展,。