生物燃料发展方向

在人们的印象中,生物燃料是一种可再生的绿色能源,而最新公布的研究成果,则颠覆了人们的这一传统印象。欧美研究人员发现,生物燃料可能因其未完全燃烧而转化为乙醛,进而污染空气。近日发表在《自然气候变化》杂志上的一份报告认为,这种污染在2020年之前会导致欧洲每年有1400人早亡。

生物燃料的技术革新能否克服环境污染的缺憾?革新的突破口在哪里?答案似乎已经找到。根据业界的预测,未来第四代生物燃料可以“完美”解决“绿色”燃料带来的污染问题。

说到第四代技术,还得先从最基本的概念说起。

生物燃料泛指由生物资源经过一系列物理、化学变化过程而获得的燃料乙醇、燃料丁醇、生物柴油等可再生燃料。它起源于上世纪70年代,由于受传统能源价格提高、环保意识加强和全球气候变化等因素影响,美国、巴西、欧盟以及中国等成为积极发展这一技术的主角。

生物燃料依据其使用的原料和技术可分为四代。第一代的代表产品为生物乙醇和生物柴油;第二代的代表产品是纤维素乙醇,它由以麦秆等农林废弃物为主的生物质原料经过预处理、酶降解和糖化、发酵等步骤制成;第三代是指以微藻为原料生产的各种生物燃料,也称为微藻燃料;第四代主要利用代谢工程技术改造藻类的代谢途径,使其直接利用光合作用吸收二氧化碳合成乙醇、柴油或其他高碳醇等,这是当前最新技术。虽然该技术尚处于实验室研究阶段,但在环保、成本等方面的优势已经可以预期:

首先是燃料的生产途径。传统技术要分解生物质生产乙醇,而第四代技术则采用微藻,直接通过光合作用,将温室气体二氧化碳转变成乙醇。

其次是工艺对环境的影响。传统技术在生产生物燃料的过程中,会产生大量的有害气体、固体废弃物,且排放大量二氧化碳,而第四代技术不仅不会产生任何废弃物,而且能吸收大量的二氧化碳,有助于碳减排。

再次是对粮食安全的影响。第一、二代技术会消耗大量的粮食,且占用大面积耕地,进而在世界范围内引发对粮食安全的担忧,而第四代技术根本不需要农作物和农场,建厂灵活性高,生产环节很少,与传统技术多达20个环节相比,第四代技术只需要简单的三四个环节。

预计未来10至20年间,生物燃料生产技术将向第三代、第四代过渡。未来的生物燃料技术将会朝着操作简单、低成本、绿色无污染的方向稳步前进。

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