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生物质能源前景大热,有望成为新型五大产业之一

返回列表 发布日期: 2019年11月03日 11:57:09


      生物质颗粒燃烧
  
  生物能源的前景有没有被高估?更加重要的一点是,按照生命周期评估 的观点,很多研究认为玉米乙醇并没有真正的显著减少温室气体的排放(原因在于在玉米和乙醇的生产制造过程中排放了大量温室气体)。从环境保护和减轻气候变暖的角度,也需要寻找更加高效的能源来源。以上种种,美国政府对于新能源的扶持于2011年开始转向了二代能源,取消了对于玉米乙醇的补贴。这也是造成图一所示玉米乙醇生产趋缓的主要原因。
  
  二代能源多以多年生草类或者秸秆等农林业副产品为原料,因此最初并不认为会造成粮食问题。另外,相比玉米和甘蔗等作物,有研究也表明switchgrass等多年生草类能够提高土壤的碳含量,起到固碳作用减轻温室气体效应。目前,其在美国受到了政府的较大扶持,美国环境保护署(EPA)要求到2036年必须生产16亿加仑的二代生物能源。如果能够进一步降低成本,我认为以上目标是能够实现的。
  
  生物质能源前景如何?
  
  生物质颗粒机
  
  目前谈到生物能源,虽然来源有很多种,但是真正做到大规模商业化生产的目前仍然是美国的玉米和巴西的甘蔗,二者都是把其中的糖发酵转化为乙醇,技术难度和成本都比较小,也是发展最早目前最成熟的技术,从上世纪七十年代的石油危机就开始了,也叫第一代能源作物。
  
  另外一些提到的,例如多年生的草类以及农林业的副产品如秸秆、锯末之类的,都是转化生物质纤维素为乙醇,难度更大成本也更高。另外还有以藻类为原料的我不熟悉,但是据我所知目前也更只是在理论和试验的范围。谈到生物能源的前景,那么就我所了解的以上这两种生物能源在北美的情况介绍一下。
 
  
  生物质能源前景如何?
  
  生物质颗粒
  
  若想要拿生物能源全部代替化石能源显然是不现实的,但是生物能源可以成为能源结构的一部分。
  
  事实上,几千年前甚至几万几十万年前,人类就开始利用生物质能源——燃烧木材取暖、做饭等。当前生物质能源研究方向很火,主要研究方向是生物能源液体化——生产乙醇、丁醇等液体燃料。当然,也有研究利用生物质生产固体颗粒燃料——方便高效率地燃烧生物质,以及研究生物质气化技术,以生产类似天然气的气体。
  
  利用粮食等生产第1代燃料乙醇是不可持续的,这在研究界是公认的。我认为如果在粮食产量足够多的情况下,不给予补贴也能盈利的情况下,适当、合理地建几个粮食乙醇工厂是可以考虑的。1.5代乙醇的原料是木薯、菊芋和甜高粱等,认真探讨的话其实也是不可持续的,中粮在广西北海的年产20万吨的木薯乙醇工厂就是因为收购木薯使得木薯价格急剧上涨,导致工厂停工。
  
  最具有前景的是木质纤维素能源,即以秸秆、林业废弃物和能源植物等木质纤维素原料生产的生物质能源。
  
  当前利用木质纤维素原料生产生物能源如纤维素乙醇等,在技术上是完全没有问题的,主要是成本问题。在原料预处理、发酵等过程中会消耗大量能源,能源净输出量不高甚至可能为负的,因此难以盈利。个人认为,如果未来生物质预处理技术和纤维素酶技术有重大突破的话,生物能源前景必定无线广阔。预处理技术必须在预处理能耗上有重大突破,必须要降低次过程中的能耗,同时减少有毒物质的产生。在国家政策对生物质能源的响应下,有心人就利用这一废料,加工成颗粒燃料或者饲料颗粒,美其名曰“环保颗粒”,有效的解决了秸秆难处理问题,顺便变废为宝。
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