液体生物燃料——替代石油

液体生物燃料——替代石油内容摘要：

质子交换薄膜（ PEMs）， 比甲醇更具有优势。 它们还可以转化成氢，通过许多传统和新兴技术用于任何类型燃料电池。 目前GTL（合成油），甲醇和氢 由天然气得到， 不过长期来看，这些 原料 需要转换为可 再生资源例如生物废料， 从而最终获得持续发展。 那么从根本上， 我们认为 生物燃料 不仅对于近期混合燃料技术方案而言具有吸引力，而且为对于一系列社会关注的问题提供了可持续的解决方案。 目前在公众媒体上正在进行一场关于生产庄稼和加工生物燃料需要多少净能 量 的公开辩论。 尽管压倒多数的专家们不同意 ， 而 少数 分析家 认为生产 生物乙醇和生物柴油时需要的能量比所产生的能量更多。 在验证他们的论据时，我们发现 这些少数分析家使用 了 过时的数据 、 错误的假设和不正确的模型，而今天 即使是有价值的碳水化合物基质或者天然油制备的生物燃料 ，也可以产生大量的净能量。 如果将来生物燃料可以由生物废料或者 低成本农作物例如草、灌木和树木，可产生的净能量 只可能 更大。 将来，生物 质 资源可能是世界上最大和最具有持续性的能源来源（例如：需要 低成本的化肥， 保护 农作物 的 化工品，灌溉，或者高产农田）。 生物质的供应量估计达到约 2200亿干吨 /年（相当于大约 7300 亿桶原油，与 2020 年全球约 290 亿桶石油需求相比很有吸引力） 的初级产品。 该估计值 只 包括了 农业和林业残渣和专门用于能源生产所种植的草本作物 ，不包括 城市垃圾、工业废物、以及专门为产生能量而进行的林业种植。 所包括的这些物质（每年约 430亿桶，或者每天 亿桶）中只有约 6%可以被认为 是大量存在，并且价格有竞争力（考虑运输）。 专门用于能源的种植 业，例如目前在巴西、斯堪的纳维亚、美国及其他地方 都有 ， 2020年 全球总量 可以 达到 5 千万英亩或更多， 比目前的供应量大幅增加。 包括水力在内的 可再生能源只占美国目前所需能 源的约 5%， 而总的可再生能源中只有约6%用于运输，主要为乙醇。 该项用途比 2020 年增加了两倍多， 不过 其用量仍不足石油所提供能量的 1%。 利用生物质生产汽车燃料的最主要的途径有：  广泛应用的糖 类 （直接得到的或者从淀粉中得到的）发酵制成乙醇，并与汽油掺混。  新兴的催化技术，将乙醇转化成混合烃物料，可以作为很有吸引力的汽油掺混成分。  采用 无机 酸或酶，对 生物质中 纤维素 和半纤维素 进行 水解 ， 然后 将 碳五糖或碳六糖 发酵成乙醇，该技术最近刚开始进行商业化，许多私有 企业 和 上市 公司 都在从事该类技 4 术的开发。  对天然油进行 酯交换 转化成生物柴油， 包括乙基（ FAEE）和甲基（ FAME）酯类， 可以采用传统技术和新技术，用于 掺混或替代 柴油，润滑油，超低硫含量柴油的润滑添加剂。  酯交换反应的副产品甘油，直接用于燃料电池或转化成燃料电池所需的氢，或者用于气轮机，锅炉， 等等 —— 许多 私有企业和上市公司 在研究 该 类 技术。  各种生物材料 （包括纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质和 /或油脂） 通过 高温裂解或者热解聚 制成“生物油”，作为柴油掺混成分或者替代品（ 2020 年 《能源法案》 中规定对该项产品的税收优惠措施与对生物柴油的相同） —— 即 将商业化  通过不同的催化工 艺，各种生物材料气化生成合成气： —— 费舍 托普 合成油（ GTL），作为柴油掺混成分或者替代品 —— 炼油厂中用于石油产品升级的氢 —— 混合醇（例如，“ EcaleneTM”），作为 汽油掺混或者替代品 这些技术处于不同的开发和商业化阶段， 不过目前还没有商业化的大规模生物质气化技术可以提供。  广泛应用的 纤维素和半纤维素（农业废物，能量作物等等） 厌氧消化 反应 生成甲烷，产生的合成气转化成合成油或者混合醇。 2020 年《能源法案》 强烈推荐 燃料乙醇，生物柴油， 高温裂解或热解聚生成的生物油， 和其他生物燃料， 美国各州和 世 界 各 国 政府 也都 采取 了鼓励措施， 包括制定 采购目标和要求、燃料标准、优惠的税收政策、补贴、贷款、科研基金和许多其他形式的支持。 美国乙醇 的 产量 增长 和欧洲 特别是法国和德国的 生物柴油的增长率 ， 都是非常 显著的，这部分归功于 这些政府的干涉， 不过也得益。