生物燃料的发展状况
内燃机已成为世界各地交通工具的重要组成部分,这些发动机需要燃料。否认这一现实是毫无意义的,虽然保护环境总是对减少运输燃料使用发挥重要作用,但不可能降为零。因此,保持汽车,卡车,农用设备,飞机等发动机燃料的稳定供应,对全球经济的成功和维持可接受的生活水平非常重要。
世界上大约60%的已知石油储量是在中东地区,几乎每个工业国家都会从该地区进口一些石油。此外,由于石油是一个高度不可替代商品,欧佩克对石油产量的调整对价格有重大影响。通过适当调整生产,中东石油生产国可以对石油供应和价格施加很好的控制。因此,我们只有找到合适的替代品,才有可能实现能源独立。
这就涉及到生物燃料。其定义为从刚死亡生物材料产生的固体,液体或气体燃料(不是已经死了数百万年之久的生物材料)。生物燃料提供了一种减少能源依赖的途径。生物燃料是可再生,可持续和国内生产的。 事实上,因为它是从农业原料而来,因此绝大多数情况下是衍生品,人们可以把太阳能也认作是生物燃料。通过光合作用,植物使用来自太阳的能源成长,并积累可发酵的糖和油。
目前利用植物来源可以生产两种生物燃料,而且数量大到能够影响运输市场燃料,它们是生物乙醇和生物柴油。尽管乙醇的能效只相当于正常燃料汽油的 60%,而且无法利用发动机现有管道,但混合15%以上的汽油,可以在不需要改装的情况下就用于大多数汽车和卡车发动机。
生物柴油完全是另一回事。生物柴油可以大量混合传统石油来源的柴油直接作为运输燃料。不同于乙醇,生物柴油是一种很好的燃料,它比传统柴油更清洁,其问题是植物来源提供的柴油只能满足5-10%的需要。
由于乙醇可以使用现有技术大量生产,因此它是目前唯一可以降低对国外石油需求的生物燃料。虽然乙醇不是最可取的生物燃料,但现在没有其他更好的选择。
美国未来寻找替代能源方面有三个重要发展。首先是把谷物纤维质废物作为生物燃料生产的可发酵糖类。植物纤维工厂的试点已经建成并正处在测试过程,因此有可能在未来2-5年实现商业应用。一旦这种转变完成,基本就不再需要使用农产品生产生物燃料了,这样可以减轻食品价格上涨的压力。第二个重要技术是朝着更好的生物燃料生产发展,如丁醇和碳氢化合物,并且远离酒精。
丁醇和碳氢化合物这两种物质可以和汽油一样,提供较高能量,而且没有乙醇一样的缺点。我们已经看到在这个领域有大量投资和研究开发。一旦这些技术发展的足够好,并投入商业应用,就可以作为更实际的生物燃料替代石油衍生燃料。第三个突破是利用藻类作为生产生物柴油的来源。