化工
近日，荷蘭特文特大學(xué)宣布，該校開(kāi)發(fā)出一種新的工藝方法，能更高效、廉價(jià)地從農(nóng)林廢料中提取生物燃料，從而使大規(guī)模生產(chǎn)生物燃料離現(xiàn)實(shí)更近一步。
新方法主要著眼于混合產(chǎn)物與氫進(jìn)行反應(yīng)的生產(chǎn)階段，通過(guò)特殊工藝提高生產(chǎn)效率，并且通過(guò)減少氫的用量來(lái)降低成本。適用于使用秸稈、樹(shù)木等農(nóng)林廢料為原料進(jìn)行的第二代生物燃料生產(chǎn)流程。
與使用糖類和淀粉類原料生產(chǎn)的第一代生物燃料相比，第二代生物燃料不“與人爭(zhēng)糧”的巨大優(yōu)勢(shì)吸引了越來(lái)越多的目光。
雖然糧食乙醇由于與糧爭(zhēng)地、加劇糧食緊缺問(wèn)題而被許多國(guó)家叫停，科學(xué)家的目光卻沒(méi)有離開(kāi)生物燃料的領(lǐng)域——
科學(xué)家的目光從未離開(kāi)
生物燃料并不是一個(gè)陌生的詞匯。隨著能源緊缺問(wèn)題的日益突出，由于在替代石油燃料方面的簡(jiǎn)便易行等優(yōu)勢(shì)，以生物乙醇成為代表的生物燃料頗受青睞。麥肯錫公司2008年發(fā)布的一項(xiàng)研究報(bào)告表明，到2020年，第二代生物乙醇（纖維素乙醇）可替代3100萬(wàn)噸汽油，使我國(guó)的石油進(jìn)口量降低10%。
近年來(lái)，隨著玉米乙醇、糧食乙醇等燃料的研發(fā)成功和推廣，既便宜又干凈的生物燃料被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)能源、環(huán)境雙重危機(jī)的有效方法。雖然糧食乙醇由于與糧爭(zhēng)地、加劇糧食緊缺問(wèn)題而被許多國(guó)家叫停，科學(xué)家的目光卻沒(méi)有離開(kāi)生物燃料的領(lǐng)域，而是投向更加經(jīng)濟(jì)可行的第二代生物燃料。
與植物“捕獲”的太陽(yáng)能大多儲(chǔ)存在秸稈等纖維素中，而纖維素乙醇，便是從自然界豐富又不能食用的“廢物”纖維素中得來(lái)的“能源解決之道”——
挖掘纖維素中的太陽(yáng)能
第二代生物燃料，實(shí)際是將生物燃料的來(lái)源從玉米等糧食作物，變更為秸稈、農(nóng)作物殘?jiān)绒r(nóng)業(yè)廢料，以及木薯、甜高粱等經(jīng)濟(jì)作物。纖維素乙醇便是第二代生物燃料中的代表。雖然名稱略顯拗口，卻是高效利用自然資源解決能源危機(jī)的可行方法。因?yàn)橹参锏哪举|(zhì)部分都是由纖維素構(gòu)成，植物“捕獲”的太陽(yáng)能大多儲(chǔ)存在秸稈等纖維素中。而纖維素乙醇，便是從自然界豐富又不能食用的“廢物”纖維素中得來(lái)的“能源解決之道”。
但秸稈、木材之所以能支撐作物，很大原因在于大自然賦予它的結(jié)構(gòu)——緊密結(jié)實(shí)。所以要將這些材料變成乙醇，難度比用玉米等糧食作為原料更大。目前，發(fā)酵法是生產(chǎn)纖維素乙醇的主要方法之一。其主要原理便是通過(guò)酶制劑來(lái)加速瓦解生物質(zhì)中的纖維素，并轉(zhuǎn)化為糖，然后如同釀酒一般，將糖變成酒精，再蒸餾成為無(wú)水乙醇。
據(jù)了解，美國(guó)環(huán)保署今年2月頒布的《可再生燃料標(biāo)準(zhǔn)》指出，到2022年美國(guó)生產(chǎn)的生物燃料將達(dá)到360億加侖，占全國(guó)能源消耗的1/4，而其中160億加侖都將基于纖維素。
我國(guó)目前的糧食產(chǎn)量大約為10億噸，而地上莖稈和地下廢棄的部分至少還有10億噸——
原料來(lái)源廣泛 不與人爭(zhēng)糧
與糧食乙醇不同的原料來(lái)源，是以纖維素乙醇為代表的第二代生物燃料備受青睞的首要原因。充分利用農(nóng)業(yè)廢棄物、不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地，這是第二代生物燃料誕生時(shí)就被賦予的使命。
據(jù)中國(guó)科學(xué)院能源植物中心副主任劉公社估計(jì)，中國(guó)目前的糧食產(chǎn)量大約10億噸，而地上莖稈和地下廢棄部分至少還有10億噸�！斑�有地上的草，山上的林，所有這些都含有纖維素。”因此有專家斷言，玉米燃料乙醇只是中國(guó)燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的開(kāi)端，以纖維素為原料的第二代生物燃料乙醇才是未來(lái)大規(guī)模替代石油的關(guān)鍵。
麥肯錫2008年的研究報(bào)告表明，中國(guó)每年產(chǎn)生的秸稈大約為6億噸，除用于飼料和還田外，其余2億噸可用于纖維素乙醇生產(chǎn)�！鞍凑�5噸秸稈生產(chǎn)出1噸乙醇計(jì)算，從2億噸秸稈可以得到5000多萬(wàn)噸乙醇，幾乎等于目前中國(guó)的汽油總消耗量�！� 諾維信公司全球執(zhí)行副總裁托馬斯·那奇表示。而麥肯錫估計(jì)，到2020年時(shí)，中國(guó)生產(chǎn)的纖維素乙醇將可以替代3100萬(wàn)噸汽油，每年為中國(guó)帶來(lái)320億元人民幣的收入，創(chuàng)造600萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。
可直接替代石油能源
提起機(jī)動(dòng)車激增帶來(lái)的環(huán)境、能源問(wèn)題，很多人會(huì)立即想到新能源汽車。而生物燃料正為這些問(wèn)題提供了更加即時(shí)快速的緩解之道。
“長(zhǎng)遠(yuǎn)看來(lái)，新能源汽車是傳統(tǒng)燃油汽車替代產(chǎn)品。而生物燃料的最大優(yōu)勢(shì)在于其原料來(lái)源比較豐富，而且可以和汽油進(jìn)行混合后直接供普通的燃油汽車使用，因此推廣成本較低。”托馬斯·納奇說(shuō)。
截至2009年，我國(guó)汽車保有量已突破6200萬(wàn)輛。據(jù)估計(jì)，這個(gè)數(shù)字在10年后將突破2億�！澳壳拔覀兪袌�(chǎng)上的汽車仍主要依靠
內(nèi)燃機(jī)燃燒提供動(dòng)力。而在汽油中添加15%以下的乙醇作為燃料，無(wú)需對(duì)現(xiàn)有車輛做任何改動(dòng)，不需要建設(shè)新的加油站，也不需要改造交通基礎(chǔ)設(shè)施。也就是說(shuō)，只要將一定比例的乙醇添加進(jìn)油箱，就能有效緩解環(huán)境和能源問(wèn)題。” 托馬斯·納奇表示。
英國(guó)可再生能源專家克里斯·古德?tīng)柕难芯恳脖砻�，用相同重量的糧食，做成乙醇加入汽車油箱里，和將其燃燒發(fā)電來(lái)驅(qū)動(dòng)一輛同等噸位的電動(dòng)汽車相比，行駛的路程幾乎相同。
如果我國(guó)政府給予同樣的補(bǔ)貼力度，中國(guó)的纖維素乙醇生產(chǎn)也能夠?qū)崿F(xiàn)盈利。
新方法主要著眼于混合產(chǎn)物與氫進(jìn)行反應(yīng)的生產(chǎn)階段，通過(guò)特殊工藝提高生產(chǎn)效率，并且通過(guò)減少氫的用量來(lái)降低成本。適用于使用秸稈、樹(shù)木等農(nóng)林廢料為原料進(jìn)行的第二代生物燃料生產(chǎn)流程。
與使用糖類和淀粉類原料生產(chǎn)的第一代生物燃料相比，第二代生物燃料不“與人爭(zhēng)糧”的巨大優(yōu)勢(shì)吸引了越來(lái)越多的目光。
雖然糧食乙醇由于與糧爭(zhēng)地、加劇糧食緊缺問(wèn)題而被許多國(guó)家叫停，科學(xué)家的目光卻沒(méi)有離開(kāi)生物燃料的領(lǐng)域——
科學(xué)家的目光從未離開(kāi)
生物燃料并不是一個(gè)陌生的詞匯。隨著能源緊缺問(wèn)題的日益突出，由于在替代石油燃料方面的簡(jiǎn)便易行等優(yōu)勢(shì)，以生物乙醇成為代表的生物燃料頗受青睞。麥肯錫公司2008年發(fā)布的一項(xiàng)研究報(bào)告表明，到2020年，第二代生物乙醇（纖維素乙醇）可替代3100萬(wàn)噸汽油，使我國(guó)的石油進(jìn)口量降低10%。
近年來(lái)，隨著玉米乙醇、糧食乙醇等燃料的研發(fā)成功和推廣，既便宜又干凈的生物燃料被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)能源、環(huán)境雙重危機(jī)的有效方法。雖然糧食乙醇由于與糧爭(zhēng)地、加劇糧食緊缺問(wèn)題而被許多國(guó)家叫停，科學(xué)家的目光卻沒(méi)有離開(kāi)生物燃料的領(lǐng)域，而是投向更加經(jīng)濟(jì)可行的第二代生物燃料。
與植物“捕獲”的太陽(yáng)能大多儲(chǔ)存在秸稈等纖維素中，而纖維素乙醇，便是從自然界豐富又不能食用的“廢物”纖維素中得來(lái)的“能源解決之道”——
挖掘纖維素中的太陽(yáng)能
第二代生物燃料，實(shí)際是將生物燃料的來(lái)源從玉米等糧食作物，變更為秸稈、農(nóng)作物殘?jiān)绒r(nóng)業(yè)廢料，以及木薯、甜高粱等經(jīng)濟(jì)作物。纖維素乙醇便是第二代生物燃料中的代表。雖然名稱略顯拗口，卻是高效利用自然資源解決能源危機(jī)的可行方法。因?yàn)橹参锏哪举|(zhì)部分都是由纖維素構(gòu)成，植物“捕獲”的太陽(yáng)能大多儲(chǔ)存在秸稈等纖維素中。而纖維素乙醇，便是從自然界豐富又不能食用的“廢物”纖維素中得來(lái)的“能源解決之道”。
但秸稈、木材之所以能支撐作物，很大原因在于大自然賦予它的結(jié)構(gòu)——緊密結(jié)實(shí)。所以要將這些材料變成乙醇，難度比用玉米等糧食作為原料更大。目前，發(fā)酵法是生產(chǎn)纖維素乙醇的主要方法之一。其主要原理便是通過(guò)酶制劑來(lái)加速瓦解生物質(zhì)中的纖維素，并轉(zhuǎn)化為糖，然后如同釀酒一般，將糖變成酒精，再蒸餾成為無(wú)水乙醇。
據(jù)了解，美國(guó)環(huán)保署今年2月頒布的《可再生燃料標(biāo)準(zhǔn)》指出，到2022年美國(guó)生產(chǎn)的生物燃料將達(dá)到360億加侖，占全國(guó)能源消耗的1/4，而其中160億加侖都將基于纖維素。
我國(guó)目前的糧食產(chǎn)量大約為10億噸，而地上莖稈和地下廢棄的部分至少還有10億噸——
原料來(lái)源廣泛 不與人爭(zhēng)糧
與糧食乙醇不同的原料來(lái)源，是以纖維素乙醇為代表的第二代生物燃料備受青睞的首要原因。充分利用農(nóng)業(yè)廢棄物、不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地，這是第二代生物燃料誕生時(shí)就被賦予的使命。
據(jù)中國(guó)科學(xué)院能源植物中心副主任劉公社估計(jì)，中國(guó)目前的糧食產(chǎn)量大約10億噸，而地上莖稈和地下廢棄部分至少還有10億噸�！斑�有地上的草，山上的林，所有這些都含有纖維素。”因此有專家斷言，玉米燃料乙醇只是中國(guó)燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的開(kāi)端，以纖維素為原料的第二代生物燃料乙醇才是未來(lái)大規(guī)模替代石油的關(guān)鍵。
麥肯錫2008年的研究報(bào)告表明，中國(guó)每年產(chǎn)生的秸稈大約為6億噸，除用于飼料和還田外，其余2億噸可用于纖維素乙醇生產(chǎn)�！鞍凑�5噸秸稈生產(chǎn)出1噸乙醇計(jì)算，從2億噸秸稈可以得到5000多萬(wàn)噸乙醇，幾乎等于目前中國(guó)的汽油總消耗量�！� 諾維信公司全球執(zhí)行副總裁托馬斯·那奇表示。而麥肯錫估計(jì)，到2020年時(shí)，中國(guó)生產(chǎn)的纖維素乙醇將可以替代3100萬(wàn)噸汽油，每年為中國(guó)帶來(lái)320億元人民幣的收入，創(chuàng)造600萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。
可直接替代石油能源
提起機(jī)動(dòng)車激增帶來(lái)的環(huán)境、能源問(wèn)題，很多人會(huì)立即想到新能源汽車。而生物燃料正為這些問(wèn)題提供了更加即時(shí)快速的緩解之道。
“長(zhǎng)遠(yuǎn)看來(lái)，新能源汽車是傳統(tǒng)燃油汽車替代產(chǎn)品。而生物燃料的最大優(yōu)勢(shì)在于其原料來(lái)源比較豐富，而且可以和汽油進(jìn)行混合后直接供普通的燃油汽車使用，因此推廣成本較低。”托馬斯·納奇說(shuō)。
截至2009年，我國(guó)汽車保有量已突破6200萬(wàn)輛。據(jù)估計(jì)，這個(gè)數(shù)字在10年后將突破2億�！澳壳拔覀兪袌�(chǎng)上的汽車仍主要依靠
內(nèi)燃機(jī)燃燒提供動(dòng)力。而在汽油中添加15%以下的乙醇作為燃料，無(wú)需對(duì)現(xiàn)有車輛做任何改動(dòng)，不需要建設(shè)新的加油站，也不需要改造交通基礎(chǔ)設(shè)施。也就是說(shuō)，只要將一定比例的乙醇添加進(jìn)油箱，就能有效緩解環(huán)境和能源問(wèn)題。” 托馬斯·納奇表示。
英國(guó)可再生能源專家克里斯·古德?tīng)柕难芯恳脖砻�，用相同重量的糧食，做成乙醇加入汽車油箱里，和將其燃燒發(fā)電來(lái)驅(qū)動(dòng)一輛同等噸位的電動(dòng)汽車相比，行駛的路程幾乎相同。
如果我國(guó)政府給予同樣的補(bǔ)貼力度，中國(guó)的纖維素乙醇生產(chǎn)也能夠?qū)崿F(xiàn)盈利。
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（苒兒）