生物乙醇的能源利用率较低
乙醇燃料的环保影响和减排效果
乙醇燃料的环保影响和减排效果随着环保意识的不断加强,乙醇燃料越来越被人们所重视。
与传统燃料相比,乙醇燃料具有低碳排放、环境友好等优点,而且乙醇是一种可再生的能源,不会被耗尽。
那么,乙醇燃料的环保影响和减排效果到底如何呢?乙醇燃料的环保影响主要表现在两个方面。
首先,乙醇燃料的燃烧过程中产生的二氧化碳排放量要比传统燃料低很多。
这是因为与传统燃料相比,乙醇具有更高的氧含量和更低的碳含量,因此在燃烧过程中产生的二氧化碳排放量要低很多。
此外,乙醇燃料也可以减少其他有害气体的排放,例如一氧化碳和氮氧化物等。
其次,乙醇燃料的生产过程中产生的环境污染要比传统燃料少很多。
乙醇是通过对部分植物原料进行发酵、蒸馏等工艺来制备的,这个过程中只需要少量的能量输入,而且乙醇的生产过程中排放的污染物和温室气体也比较少。
而传统燃料的生产过程则需要大量的能量投入,而且会产生很多的有害污染物和温室气体,例如二氧化硫、氮氧化物等。
再来看乙醇燃料的减排效果。
乙醇燃料虽然不能完全避免排放有害气体和温室气体,但是可以显著减少这些气体的排放。
以生物乙醇为例,与传统燃料相比,使用生物乙醇可以减少约40%的二氧化碳排放量,同时减少约80%的一氧化碳排放量和30%的氮氧化物排放量。
此外,乙醇燃料还可以有效缓解交通运输带来的环境压力。
交通运输是一大污染源,其排放的汽车尾气中含有大量的有害气体和颗粒物,给城市环境和人民身体健康带来了很大的威胁。
而乙醇燃料的使用可以有效减少汽车尾气中的有害气体和颗粒物的排放,从而降低城市空气污染的程度,对人民健康和环境保护都有很大的好处。
然而,乙醇燃料也存在一些问题,例如生产成本较高、影响粮食供应等问题,需要进一步解决。
但总的来说,乙醇燃料的环保影响和减排效果还是非常显著的,可以为环境保护和减排工作做出重要的贡献。
在今后的发展中,我们需要进一步推广和完善乙醇燃料的生产和使用,以加速环保和可持续发展的进程。
生物乙醇
生物乙醇概述生物乙醇是以富含淀粉,糖分的生物质为原料通过发酵和蒸馏提纯制得的乙醇,属于可再生资源。
生物质原料包括玉米,高粱,小麦,大麦,甘蔗,甜菜,土豆等含糖类和淀粉的农作物。
此外城市垃圾,甘蔗渣,小树干,木片碎屑等纤维质原料也可用来生产生物乙醇。
目前生物乙醇主要来自于谷物粮食发酵,该工艺生产技术已经相当成熟,但生产成本较高,且受到粮食安全等社会因素的制约。
生物乙醇最廉价的智取途径是废弃的农作物秸秆发酵。
生物乙醇可以单独或与汽油混配制成乙醇汽油作为汽车燃料。
汽油掺乙醇有两个作用:一是乙醇辛烷值高达115,可以取代污染环境的含铅添加剂来改善汽油的防爆性能;二是乙醇含氧量高,可以改善燃烧,减少发动机内的碳沉淀和-氧化碳等不完全燃烧污染物排放。
同体积的生物乙醇汽油和汽油相比,燃烧热值低30%左右,但因为只掺入10%,热值减少不显著,而且不需要改造发动机就可以使用。
全球现在使用生物乙醇做成ETBE(乙基叔丁基醚--一种性能优良的高辛烷值汽油调和组分)替代MTBE(甲基叔丁基醚),通常以5~15%的混合量在不需要修改/替换现有汽车引擎的状况下加入;有些时候ETBE也以替代铅的方式加入汽油中,以提高辛烷值而得到较洁净的汽油;也可以完全替代汽油使用为输送燃料。
目前世界上使用乙醇汽油的国家主要是美国、巴西等国。
在美国使用的是E85乙醇汽油,即85%的乙醇和15%的汽油混合作为燃料,而美国是用甘蔗和玉米来生产乙醇的,这种E85汽油的价格与性能与常规汽油相似。
我国化石资源相对缺乏,必须大力发展生物乙醇燃料。
一方面,我国面临能源短缺的压力。
2009年中国的石油对外依存度突破51.2%,到2020年中国石油需求量将高达4.5亿吨,其中2.5亿吨来自进口。
近年国际油价大幅飙升,对中国经济造成了影响,利用可再生资源发展生物乙醇,可以部分替代常规能源,有效缓解能源短缺。
另一方面,发展燃料乙醇是调整我国农业结构,提高农民收入的有效手段。
生物质能源的成本分析以燃料乙醇为例
生物质能源的成本分析以燃料乙醇为例一、本文概述本文旨在全面分析生物质能源的成本结构,并以燃料乙醇为例进行具体阐述。
随着全球能源需求的日益增长和环境保护意识的提升,生物质能源作为一种可再生、环境友好的能源形式,正受到越来越多的关注。
燃料乙醇作为一种典型的生物质能源产品,其在能源转型和可持续发展中扮演着重要角色。
本文将从生物质能源的基本概念出发,深入探讨燃料乙醇的生产工艺、成本构成以及影响因素,旨在为相关决策者、投资者和研究者提供有价值的参考信息,推动生物质能源产业的健康发展。
二、生物质能源成本分析框架生物质能源成本分析框架的构建,旨在全面、系统地评估生物质能源的经济性,为政策制定者、投资者和研究者提供决策依据。
本框架主要围绕生物质能源的生产、转化、运输和利用等关键环节,对各项成本进行细化分析。
生产环节的成本分析包括生物质原料的采集、预处理和生物质能的转化技术成本。
生物质原料的采集成本受原料类型、地理位置、采集方式等多种因素影响,如燃料乙醇生产中的农作物秸秆收集成本会因农作物种类、种植模式等因素而异。
预处理成本则取决于原料的含水率、杂质含量等因素,必要的预处理步骤能够提高生物质能的转化效率。
生物质能的转化技术成本则包括生物质发酵、气化、热解等过程的设备投资、运行维护以及能源消耗等费用。
运输环节的成本分析主要考虑生物质原料及生物质能的运输距离、运输方式以及运输过程中的损耗。
运输距离越远,运输成本越高;运输方式的选择则取决于原料的物理特性、运输效率以及经济性等因素。
运输过程中的损耗也是影响成本的重要因素,损耗率越高,成本越高。
利用环节的成本分析主要关注生物质能源在终端用户处的使用成本,包括生物质能源与传统能源的替代成本、生物质能源使用过程中的设备投资和维护成本等。
替代成本反映了生物质能源与传统能源在价格上的竞争力,而使用过程中的设备投资和维护成本则直接影响生物质能源的推广和应用。
在构建生物质能源成本分析框架时,还需考虑政策环境、市场条件、技术进步等因素对成本的影响。
发展生物质能源存在的问题与对策研究
本文档下载自文库下载网,内容可能不完整,您可以点击以下网址继续阅读或下载:发展生物质能源存在的问题与对策研究介绍了生物质能源存在的问题集相关的研究对策,对生物质的发展具有借鉴作用天府新论2009年第5期发展生物质能源存在的问题与对策研究发展生物质能源存在的问题与对策研究刘险峰沈西林[摘要】与发达国家相比,我国新能源开发利用时间相对较晚,新能源生产技术水平相对较低。
目前,我国新能源开发利用中的主要核心技术和大部分设备依赖进口,生产技术和设备部分占新能源投资的比重较高。
由于技术和设备国产化程度不高,导致我国新能源开发利用成本高,相对于同类产品,其市场竞争能力弱。
尽管如此,从能源的长远战略上讲,我国生物质能源的开发利用势在必行,并且发展前景仍然十分广阔。
[关键词]新能源;生物质能源;产业化;经济政策[中图分类号】F407.2【文献标识码】h[文章编号】1004--0633(2009)05—05㈣径。
2、维持经济可持续发展。
能源是经济和社会生物质能是太阳能以化学能形式储藏在生物中的一种能量,它直接或问接地来源于植物的光合作用。
在各种新能源中,生物质能是唯一可再生的碳源,并能转化为固态、液态、气态燃料。
生物质能发展的重要物质基础。
随着经济持续稳定增长和人民生活水平的日益提高,一我国能源需求和能源消费呈现快速上升趋势。
目前,在国内消费的化石能源中,除煤炭尚能够实现自给自足外,国内石油供给缺口非常巨大,石油进口量逐年上升,石油的对外依存度迭创新高。
2008年我国石油对外依存度已接近50%。
2020年预计将超过60%。
在化石能源不可逆转地走向枯竭和未来化石能源供需矛盾日益突出的情况下,不得不寻找替代能源来维持经济的可持续发展。
3、保障长期能源安全。
现在世界能源结构中遍布世界各地,每年聚集的生物质能相当于人类消耗的化石能源的20倍,或者说,相当于世界现有人口食物能量的160倍。
【I’生物质能源是对相关植物提取和加工后生产出的一种可替代化石能源的燃料性物质。
生物质能源化工
生物质能源化工生物质能源化工是一种利用生物质资源进行工业化生产的新兴领域。
随着国家新能源政策的推进和环保理念的普及,生物质能源化工正在逐渐成为大众关注的一个热门话题。
本文将从什么是生物质能源化工、其优势和发展前景等多个方面,探讨生物质能源化工的意义和未来。
什么是生物质能源化工?生物质能源化工是指将生物质原料通过氢和氧气途径制造出一系列化学产品,如乙醇、丙酮和二甲醚等,以达到能源利用的目的,并同时减少有害物质的排放。
生物质原料可以是木材、草木、农作物、废弃物等生物质资源,这些资源采集和利用成为了生物质能源化工的重要方向。
整个生物质能源化工的过程需要经过物理提取、生物酵素解等先进技术处理,对经济效益和环境保护都有非常大的促进作用。
生物质能源化工的优势生物质能源化工有着多方面的优势,如环保、节能、节水、减少有害物质的排放和利用废弃物等,大大地促进了企业科学发展和环境保护的平衡。
具体优势如下:1.资源丰富:生物质原料可以是木材、农作物、废弃物等等,因此资源非常丰富。
而且这些生物质原料的成本比石油、天然气等传统能源要低。
2.环保:生物质能源化工的生产过程中不会产生二氧化碳等有害物质,对环境污染的影响极小。
3.节能:生物质能源化工可以使用废弃物来进行生产,这样就可以大大减少对能源的依赖,有效的解决能源短缺问题。
4.售后处理:生物质能源化工产品在使用过程中不会产生二氧化碳等有害气体和固体废弃物,因此也更容易进行售后处理。
生物质能源化工的发展前景目前我国已经将生物质能源化工列入了十三五规划之中,以切实实现环保和可持续发展的目标。
具体来说,生物质能源化工是一个集科技、工程、经济和行业发展等多个要素于一体的新型产业。
未来,生物质能源化工有望在多个领域呈现出不同的扩张和发展趋势。
例子:1.汽车燃料:生物质能源化工可以制造出类似汽油的燃料,如丙酮和乙醇等,这样就可以作为替代燃料直接应用于车辆的行驶中。
2.化学品和材料:生物质能源化学品和材料的清洁生产和使用,更加让人们关注人类与环境所存在的联系。
生物质能源的发展瓶颈在哪里
生物质能源的发展瓶颈在哪里在全球能源需求不断增长和环境保护压力日益加大的背景下,生物质能源作为一种可再生能源,受到了广泛的关注和研究。
生物质能源是指通过生物资源(如农作物、树木、藻类等)转化而来的能源形式,包括生物柴油、生物乙醇、生物质发电等。
尽管生物质能源具有诸多优点,如可再生、低碳排放、分布广泛等,但在其发展过程中,仍然面临着一系列的瓶颈和挑战。
首先,原料供应的稳定性和可持续性是生物质能源发展的一大难题。
生物质能源的生产依赖于大量的生物质原料,然而,原料的收集、运输和储存都存在着诸多问题。
以农作物秸秆为例,由于其分散在广大的农村地区,收集成本较高,而且收集时间相对集中,容易导致供应不稳定。
此外,一些生物质原料的生长周期较长,如果过度开采,可能会对生态环境造成破坏,影响其可持续性。
例如,大规模种植能源作物可能会占用耕地,影响粮食生产,或者导致土地退化、水资源短缺等问题。
其次,技术水平的限制也是制约生物质能源发展的重要因素。
目前,生物质能源的转化技术虽然取得了一定的进展,但仍然存在效率不高、成本较高的问题。
比如,在生物柴油的生产过程中,目前的酯交换反应工艺复杂,需要消耗大量的化学试剂和能源,导致生产成本居高不下。
在生物质发电方面,一些技术还不够成熟,发电效率较低,设备投资和维护成本较高,限制了其大规模应用。
而且,生物质能源的转化过程中还会产生一些副产物和废弃物,如果不能有效地处理和利用,也会对环境造成污染。
再者,市场和政策方面的不完善也给生物质能源的发展带来了阻碍。
在市场方面,由于生物质能源的成本相对较高,与传统的化石能源相比,在价格上缺乏竞争力。
这使得生物质能源在市场上的份额较小,难以形成规模效应,进一步限制了其成本的降低。
同时,消费者对生物质能源的认知度和接受度也有待提高,市场需求不足也制约了其发展。
在政策方面,虽然各国政府都出台了一些支持生物质能源发展的政策,但政策的落实和执行力度还不够,缺乏有效的激励机制和监管措施。
农业生产中生物质能的开发与利用研究
农业生产中生物质能的开发与利用研究农业作为人类社会的基础产业,一直在不断寻求创新和可持续发展的途径。
在当今能源需求不断增长和环境保护日益受到重视的背景下,生物质能的开发与利用逐渐成为农业领域的一个重要研究方向。
生物质能是指由植物、动物和微生物等有机物质转化而来的能源,具有来源广泛、可再生、低碳环保等优点。
本文将深入探讨农业生产中生物质能的开发与利用,包括其主要形式、技术手段、优势以及面临的挑战,并展望未来的发展前景。
一、农业生物质能的主要来源1、农作物废弃物农作物在种植和收获过程中会产生大量的废弃物,如秸秆、稻壳、玉米芯等。
这些废弃物通常富含纤维素、半纤维素和木质素等有机成分,通过适当的处理和转化技术,可以将其转化为能源。
2、畜禽粪便畜牧业的发展产生了大量的畜禽粪便,其中含有丰富的有机物和氮、磷、钾等营养成分。
畜禽粪便可以通过厌氧发酵等方式产生沼气,同时还可以制成有机肥料。
3、林业剩余物林业活动中产生的树枝、树叶、木屑等剩余物也是生物质能的重要来源。
这些剩余物可以用于直接燃烧发电,或者通过热解等技术转化为生物油和生物炭。
4、能源作物专门种植的能源作物,如甜高粱、柳枝稷、芒草等,具有生长迅速、产量高、富含能量等特点,可以为生物质能的生产提供稳定的原料供应。
二、农业生物质能的开发利用技术1、直接燃烧直接燃烧是最传统也是最简单的生物质能利用方式。
将农作物废弃物、林业剩余物等直接燃烧,用于供暖、发电等。
然而,这种方式的能源利用效率较低,且容易造成环境污染。
2、厌氧发酵厌氧发酵是利用微生物在无氧条件下分解有机物产生沼气的过程。
畜禽粪便、农作物废弃物等可以作为厌氧发酵的原料,产生的沼气可以用于发电、供热或作为燃料使用。
3、热化学转化热化学转化包括热解、气化和液化等技术。
热解是在无氧或缺氧条件下将生物质加热分解为生物油、生物炭和可燃性气体;气化是将生物质在高温下与气化剂反应生成合成气;液化则是将生物质在高温高压下转化为液体燃料。
生物乙醇燃料生产工艺
生物乙醇燃料生产工艺生物乙醇是由植物经过发酵得到的一种可再生生物能源,具有低碳排放、环保可持续等优点,因此被广泛应用于交通和能源领域。
生物乙醇的生产工艺一般包括原料准备、糖化发酵、蒸馏和脱水等步骤。
首先,原料准备是生物乙醇生产的关键步骤。
常用的原料包括玉米、小麦、甘蔗、木质纤维等。
原料通过初步处理去除杂质,并粉碎成细粉,以便后续的糖化和发酵工艺。
接下来是糖化发酵。
原料细粉与水混合后,加入酶类,酶能切割淀粉或纤维素等高聚糖为糖类,形成可发酵的糖浆。
糖浆经过一段时间的发酵,酵母菌通过对糖类的分解产生乙醇和二氧化碳。
糖化发酵的条件包括温度、pH值、酵母菌的种类和添加剂等,这些条件可以影响发酵效率和乙醇产量。
然后是蒸馏。
经过发酵产生的液体称为醪液,包含乙醇和其他杂质。
蒸馏工艺主要是利用醪液中乙醇和水的沸点差异,通过加热和冷却来分离乙醇。
乙醇的沸点较低,因此可以优先以蒸汽的形式脱离醪液,并经过冷却形成液态乙醇。
蒸馏的目标是提高乙醇的纯度,降低醪液中的杂质。
最后是脱水。
脱水的目的是进一步提高乙醇的纯度,通常采用分子筛或再生型杂质吸附剂等方法。
这些材料可以吸附水分子,使乙醇与水分离。
脱水后的乙醇达到工业级的纯度要求,可以用于各种用途,如燃料添加剂或直接作为乙醇燃料使用。
综上所述,生物乙醇燃料的生产工艺包括原料准备、糖化发酵、蒸馏和脱水等步骤。
生产过程需要控制好温度、pH值和酵母菌的种类等因素,以提高乙醇的产量和纯度。
同时,工艺中还需注意对环境的保护,合理处理废弃物和副产物,以确保生物乙醇的可持续发展。
生物质燃料乙醇概述
— — 能源植物开发与利用(课程报告)
班级:11级应生B班 姓名:和盛 学号:114120271 日期:2014.5.21
人类有史以来利用能源、开发能源,并逐渐认识到大自然所赐予的可利用非再 生能源资源是相当有限的。随社会的发展和科学技术的进步,寻找可替代的生物可再 生能源已成为人们共同努力的目标。相关专家对世界未来能源结构分析结果见图1020。在21世纪,生物质能源将是人类能源利用的主体之一。对发酵生产与管理的全 过程国家已经制定出洁净生产技术行业规范化标准及相关激励措施。这些对于解决能 源补充问题、保护生态环境、拉动农业及相关产业的发展,无疑将起到重要作用
2.1
谷物发酵途径与工艺
植物纤维质原料发酵生产乙醇工艺
2.2
•
据估计,通过光合作用每年合成的纤维素达到1011 ~1012t,可谓当今人类所拥有的最丰富的可再生能源 物质。能够用以制取乙醇的纤维素原料主要包括:作 物秸秆、森林采伐和木材加工剩余物、龙须草等。其 中作物秸秆是最多、最廉价的乙醇生产原料。由植物 纤维质原料生产乙醇的工艺虽然开发较晚,但因其在 世界范围内拥有巨大的资源优势,近年来规模化生产 技术研究已较为完善,下面予以简单说明。 采用作物 秸秆,即纤维素质原料降解产物转化为乙醇的过程主 要分为3步:将纤维质原料经预处理转化为可发酵的原 料;纤维质降解产物发酵为乙醇;分离提取乙醇及其 副产品。
(3)纤维素纤维素原料是地球上最具潜办、最丰富的乙醇生产原料来源。主要有农作 物秸秆、森林采伐和木材加工剩余物、柴草、造纸厂和制糖厂富含纤维素的下脚料、城 市生活垃圾的一部分等。发酵生产中生物质原料不同,乙醇产量不同,产出比与经济效 益也不相同。
2
燃料乙醇的生产主要途径与工艺
生物质能源的现状和发展前景
生物质能源的现状和发展前景一.生物质能源概述化石资源的过度消耗引发了能源和环境危机,寻找不可再生资源的替代品成为人类社会生存发展面临的重大问题。
生物质能源环境友好,可再生,并且有丰富的存量,且从生物质出发,获得多种形态的能源成为了研究热点和投资热点。
生物质是指由光合作用产生的各种有机体。
生物质能则是以生物质为载体的、蕴藏在生物质中的能量,即绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量形式。
它除了可以提供燃烧热,还可以制成种类繁多的重要化工品[1]及气、液、固的能源形态,尤其是可以作为交通燃料的制备原料[2]。
生物质的研究在推动化学工业和能源燃料可持续发展中已经并将继续发挥重要作用。
生物质资源按其来源分类可分为:一是木材及森林;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。
生物质的应用和开发在政策层面上引起了各国的重视,我国在生物能源产业发展十一五规划中,突出了五个方面: 1.提高能源植物的数量和质量;2.从原料到技术发展燃料乙醇工业。
3.加快生物柴油产业化的步伐。
4.推进生物质发电和供热。
5.促进生物质转化为致密成型燃料。
利用生物质能方式主要有:一是热化学转换技术,获得木炭焦油和可燃气体等高品位的能源产品,分为高温干馏、热解、生物质液化等方法;二是生物化学转换法,主要指生物质在微生物的发酵作用下,生成沼气、酒精等能源产品;三是利用油料植物所产生的生物油;四是直接燃烧技术,包括炉灶燃烧技术、锅炉燃烧技术、致密成型技术和垃圾焚烧技术等。
二.生物质资源量1.全球的生物质资源生物质能仅次于三大化石能源位列第四,存量丰富且可再生,具备很大的发展前景。
全球每年经光合作用产生的生物质约1700亿吨,其能量相当于全球能量年消耗总量的10倍,而作为能源的利用量还不到总量的1%,开发潜力巨大。
目前来自生物质的能量约占全球消耗能量的14%。
其中发达国家每年3%左右的能源来自生物质能,发展中国家生物质利用约占这些国家能源消耗的35%。
乙醇燃料的环保治理和减排技术
乙醇燃料的环保治理和减排技术近年来,全球气候变化不断加剧,环保治理已经成为了一个全球性重要议题,而“减排”已经成为了各国在应对气候变化时的首要任务之一。
在这个背景下,乙醇燃料成为了越来越多国家的重要减排技术和环保治理措施。
本文将以乙醇燃料的环保治理和减排技术为主题,探讨其意义、优劣以及前景等方面的信息。
一、乙醇燃料的环保意义传统燃料的使用,会释放出大量的有害气体,如二氧化碳、一氧化碳等,对环境和人类健康造成影响。
而乙醇燃料则是一种可再生的清洁能源,它的燃烧产生的主要气体是水蒸气和二氧化碳,不会对大气造成危害。
相比传统燃料,乙醇燃料的使用可以有效减少温室气体排放,从而减缓全球气候变化的进程。
二、乙醇燃料的生产乙醇可以通过多种方式生产,其中最常用的是葡萄糖发酵法。
利用葡萄糖发酵可以获得高纯度的乙醇,这种方法广泛应用于工业和农业。
此外,木质纤维素乙醇生产技术也是一种常用的乙醇生产方法。
木质纤维素是一种常见的植物纤维素,可以通过化学或生物方法转化为乙醇。
利用这种方法可以开发利用森林和农业废弃物等资源,减少有机废弃物的对环境的污染。
三、乙醇燃料的优良特性1.清洁环保:乙醇燃料的燃烧产生的主要气体是二氧化碳和水蒸气。
相比传统燃料,乙醇燃料的使用可以有效减少温室气体的排放。
2.可再生性:乙醇是一种可再生的清洁能源,可以通过多种方式生产,如葡萄糖发酵法和木质纤维素乙醇生产技术等。
利用可再生资源生产乙醇可以有效避免非可再生资源的消耗。
3.增加能源安全:利用乙醇作为燃料可以减少对石油等传统燃料的依赖,从而增加能源安全。
4.提高燃烧效率:与传统燃料相比,乙醇燃料在燃烧时有更高的燃烧效率,能够节约能源和降低能源成本。
四、乙醇燃料的减排技术1.生物发酵:利用微生物发酵的方法可以制取高纯度的乙醇。
通过这种方法生产乙醇能够减少碳排放,并且可以同时利用废弃物等资源,减少有机废弃物的对环境的污染。
2.生产可再生能源:使用可再生资源生产乙醇可以避免非可再生资源的消耗,从而减少排放的碳排放。
生物质能源
生物质能源生物质能源是指通过利用动植物的有机物质转化成的一种可再生能源。
随着对传统化石能源的依赖及其所带来的环境问题的日益加剧,生物质能源作为一种环境友好型能源被广泛研究和应用。
本文将从定义、特征、应用及发展前景等方面对生物质能源进行探讨。
生物质能源是以可再生的动植物材料为原料,通过生物化学反应转化得到的能量资源。
它来源广泛,包括农作物废弃物、林木废弃物、生活垃圾和腐殖质等。
与传统的化石能源相比,生物质能源具有以下几个显著特点。
首先,生物质能源是一种可再生能源,通过大量植物的合成作用,能够不断地生产新的有机物质,形成良好的能源循环,对能源供应具有可持续性和稳定性。
其次,生物质能源具有较高的环境友好性。
在生物质能源的燃烧过程中,会产生二氧化碳等温室气体,但这些气体的排放总量相对较低,可以通过合理的种植和利用方式实现碳中和。
再次,生物质能源有助于减少对化石能源的依赖和进一步保护环境。
随着能源需求的不断增加,对化石能源的开采和利用已经导致了许多环境问题,如气候变化、空气污染和酸雨等。
而生物质能源的利用可以减少对化石能源的需求,从而降低对环境的影响。
生物质能源的应用领域广泛。
首先,在发电方面,生物质能源可以直接用于发电厂的热能生产以及燃料电池的燃料供应。
其次,在交通领域,生物质能源可以用于替代传统燃油,如生物柴油、生物乙醇等,在减少汽车尾气排放方面具有重要的作用。
此外,生物质能源还可以用作工业原料,如生物基塑料、生物颜料和生物粘合剂等。
尽管生物质能源具有广泛的应用前景,但其发展仍面临一些挑战。
首先,生物质资源的获取和利用需要耗费大量的资源和成本,在进行规模化生产时会遇到一些困难。
其次,生物质能源的能效相对较低,与传统化石能源存在一定的差距。
此外,生物质能源的燃烧过程会产生一些污染物,如颗粒物和氮氧化物等,需要通过技术手段进行净化。
然而,随着科技的进步和对可持续发展的重视,生物质能源的发展前景依然十分广阔。
生物质能的资源评估与利用
生物质能的资源评估与利用在当今世界,能源问题一直是人们关注的焦点。
随着传统化石能源的逐渐枯竭以及环境问题的日益严峻,寻找和开发可再生能源成为了人类社会可持续发展的迫切需求。
生物质能作为一种重要的可再生能源,具有巨大的潜力和广阔的应用前景。
生物质能是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。
这些生物质所蕴含的能量可以通过直接燃烧、转化为液体燃料、气体燃料或者用于发电等方式加以利用。
要有效地利用生物质能,首先需要对其资源进行准确的评估。
生物质能的资源分布广泛,来源多样。
农业废弃物如秸秆、稻壳、果壳等是常见的生物质资源。
我国是农业大国,每年产生的农业废弃物数量巨大。
然而,由于收集、运输和储存等方面的问题,目前这些废弃物的利用率还相对较低。
林业废弃物也是生物质能的重要来源之一。
木材加工过程中产生的木屑、边角料,以及森林抚育和采伐过程中产生的枯枝、落叶等都可以作为生物质能源加以利用。
此外,城市生活垃圾中的有机物部分,如厨余垃圾、废纸、废塑料等也蕴含着丰富的生物质能。
对生物质能资源进行评估时,需要考虑多个因素。
首先是资源的可获得性,包括资源的总量、分布情况以及收集的难易程度。
其次是资源的质量,不同类型的生物质在能量密度、含水量、化学成分等方面存在差异,这会影响到后续的利用方式和转化效率。
另外,还需要考虑资源的季节性和地域性特点,以及当地的经济发展水平、能源需求和政策环境等因素。
在利用生物质能方面,目前已经有了多种成熟的技术和方法。
直接燃烧是最简单也是最常见的利用方式。
将生物质直接燃烧用于供热或发电,可以在一定程度上替代传统的煤炭等化石燃料。
然而,这种方式的能源利用效率相对较低,并且会产生一定的污染物。
生物质气化技术是将生物质在高温缺氧的条件下转化为可燃气体,如一氧化碳、氢气和甲烷等。
这些气体可以用于发电、供热或者作为工业燃料。
生物质气化技术具有较高的能源转化效率,并且产生的污染物相对较少。
生物质能源利用方式
生物质能源利用方式生物质能源是指以生物质作为原料,经过物理、化学或生物转化过程后得到的能源。
由于其可再生性和环境友好性,生物质能源被广泛认为是可持续发展的重要能源之一。
本文将从不同的角度探讨生物质能源的利用方式。
一、生物质的直接燃烧利用生物质的直接燃烧利用是最常见的生物质能源利用方式之一。
生物质可经过干燥、压缩等处理后直接用作燃料,例如生物质煤、生物质柴油等。
这种直接燃烧方式简单、成本低廉,适用于一些基础能源需求较低的领域,如农村地区的采暖、烹饪和发电等。
然而,直接燃烧也存在一些问题,如燃烧产生的废气和固体废弃物对环境的污染,以及燃烧效率较低等。
二、生物质发电生物质发电是一种将生物质转化为电能的方式。
生物质可以通过气化、燃烧或发酵等方式转化为燃气、热能或生物质沼气,再利用燃气发电机组或蒸汽发电机组产生电能。
与直接燃烧相比,生物质发电具有更高的能源利用效率,减少了废弃物的排放。
生物质发电可广泛应用于工业、农业和城市等领域,为能源供应提供了可持续的解决方案。
三、生物质液体燃料生产生物质液体燃料是将生物质转化为液体燃料,如生物柴油和生物乙醇等。
生物柴油是通过生物质的酯化或裂解反应得到的,可直接替代传统的石油柴油。
生物乙醇是通过生物质的发酵或合成过程得到的,可用作汽油的替代品。
生物质液体燃料的生产技术不断发展,具有较高的能源密度和可再生性,是替代传统石油燃料的重要选择。
四、生物质气体利用生物质气体利用是将生物质通过气化等方式转化为可燃气体,如生物质沼气和生物质合成气等。
生物质沼气是利用生物质的发酵过程产生的,可用于烹饪、采暖和发电等。
生物质合成气是通过生物质的气化反应得到的,可用作替代天然气或燃料电池的燃料。
生物质气体利用具有高能源利用效率和低碳排放的特点,是可持续能源利用的重要途径。
生物质能源具有广泛的利用方式,包括直接燃烧利用、生物质发电、生物质液体燃料生产和生物质气体利用等。
这些利用方式在不同领域和不同规模下都有其独特的应用价值。
生物燃料乙醇
5.2.1.3 酵母的生长条件
1
温度。酵母生存和繁殖的温度范围很宽,但是,其
正常的生活和繁殖温度是29—30℃。在很高或很低的温度
下,酵母的生命活动消弱或停止。酵母发育的最高温度是
38℃,最低为-5℃;在50℃时酵母死亡。
2 pH。酵母的生长pH范围较广,为3—8,但最适生长 pH为3.8—5.0。当pH降到4.0以下时,酵母仍能继续繁殖, 而此时乳酸菌已停止生长,酵母的这种耐酸性能被用来压制 和消除污染基质中细菌的生长,即将该培养料加酸调至 pH3.8—4.0,并保持一段时间,在此期间酵母生长占绝对 优势,细菌污染即可消除。
√ 酿酒酵母最大的局限是不能直接利用生淀粉和寡糖,不能 利用戊糖。
√ 自1990年以来,有许多文献报道在酵母中表达不同来源
的α-淀粉酶和糖化酶。
√ 2004年Shigechi等报道利用细胞表面工程构建表达α-淀粉
酶和糖化酶的酵母,利用生淀粉发酵产生乙醇。该酵母能在 72h内产生61.8g/L乙醇,是生玉米淀粉理论收率的86.5%。
转化
微生物发酵
提取
原料
糖
乙醇醪液
乙醇
• 我国乙醇年产量为300多万吨,近年有逐渐增加的趋势, 仅次于巴西、美国,列世界第三位。其中,发酵法占绝对优 势,80%左右的乙醇用淀粉质原料生产,约10%的乙醇 用废糖蜜生产,以亚硫酸盐纸浆废液等纤维原料生产的乙 醇占2%左右,化学合成法生产的乙醇仅占3.5%左右。随 着生物技术的发展及现实需求,以纤维素为原料的大规模 乙醇发酵生产已经提上议事日程,目前国内已达到中试生 产阶段。
糖,不发酵乳糖、菊糖、蜜二糖。
2
南阳混合酵母(1308)。菌落特征和利用糖的情况
和南阳五号酵母相同。细胞呈圆形,少数卵圆形。该酵母在含
生物乙醇综述
生物乙醇(Bioethanol)摘要:生物乙醇是指通过微生物的发酵将各种生物质转化为燃料酒精。
在能源安全问题日益突出、传统化石能源的消耗造成严重环境危害的形势下,生物燃料乙醇已经成为世界各国重点研究和推广的能源课题之一,在我国以乙醇代替汽油或部分代替汽油驱动机动车辆,农用机械也势在必行。
国内外对生物质燃料乙醇进行了100多年的生产、应用和推广工作,但至今依然存在着许多关键的制约因素。
研究表明,严重制约着生物质燃料乙醇规模化生产的关键瓶颈问题有两个:一是原料的预处理造成严重的环境污染或处理成本偏高;二是发酵阶段中糖的利用率低造成燃料乙醇产率偏低。
本篇文章主要是对国内外各类燃料乙醇加工制取工艺进行大致介绍,并分析当今世界生物燃料乙醇生产的发展趋势。
关键词:生物质,燃料乙醇,发酵,工艺,能源。
ABSTRACT:Ethanol is through the microbial fermentation will all kinds of biomass into fuel alcohol. Energy Safty Problem is becoming more and more outstanding day after day, all or part the gasoline is replaced by fuel-ethanol will be imperative under the situation for driving motor vehicles and farming machines in China. Production,application and extension along with many others of fuel ethanol have been made over 100 years.However,there are many key obstacle factors especially two sides in it today.One is serious environmental pollution and high cost caused by pretreatment of materials,the other is the lower conversional rate of fuel ethanol during sugar fermentation. This article is mainly to the fuel ethanol processing all kinds of domestic and foreign production technology introduced roughly, and analysis of the current world biofuel ethanol production development trend.Keywords: biomass,fuel ethanol,fermentation,technics,energy.引言:生物乙醇以其可再生,燃烧不增加大气中二氧化碳量的关系,作为燃料的前途被社会所期待。
乙醇生产工艺流程设计与能耗分析
乙醇生产工艺流程设计与能耗分析随着可再生能源的不断发展和资源的紧缺,乙醇作为一种重要的生物燃料,在工业领域的应用越来越广泛。
乙醇生产工艺的设计和能耗分析是确保生产效率和经济性的关键因素。
本文将探讨乙醇生产工艺的流程设计以及能耗的分析。
一、乙醇生产工艺流程设计乙醇生产工艺流程设计的目标是提高乙醇的产量和纯度,同时减少原料消耗和废物排放。
一种常见的乙醇生产工艺流程是通过碳水化合物的发酵来获得。
以下是一个简化的乙醇生产工艺流程设计:1. 原料准备:选择适当的资源作为碳源,如玉米、蔗糖或淀粉。
将原料经过预处理,如研磨、搅拌和浸泡,以便更好地释放可用的碳水化合物。
2. 糖化:将经过预处理的原料加入糖化罐中,加入适量的水和酶。
酶的作用是将复杂的碳水化合物分解成简单的糖。
糖化过程需要一定的温度和时间来保证酶的活性和反应的进行。
3. 发酵:将糖化得到的液体转移到发酵罐中,加入乙酸发酵菌。
菌种会将糖分解成乙醇和二氧化碳。
同时,发酵过程会产生热量,需要适当的温度控制来保持菌的活性。
4. 蒸馏:通过蒸馏将发酵得到的液体分离,获得高浓度的乙醇。
蒸馏过程是将液体加热至乙醇的沸点,使其蒸发,然后再冷却凝结收集。
5. 除水:蒸馏过程中,除了乙醇,还会同时收集到一定量的水。
为了获得纯度更高的乙醇,需要进一步去除水分。
一种常见的方法是采用分子筛或质子交换树脂等干燥剂进行吸附除水。
6. 能源回收:乙醇生产过程中产生的废热可以通过换热器进行能源回收。
将废热转移到需要加热的部分,减少能源消耗。
二、能耗分析能耗分析是对乙醇生产过程中能源利用的评估,目的是找出能源消耗较多的环节,从而采取相应的措施降低能耗。
以下是对乙醇生产工艺中能耗较高的几个环节的分析:1. 糖化环节:糖化过程需要加热和保温来维持适宜的温度,这会消耗较多的能源。
可以通过提高酶的活性和使用更高效的糖化设备来减少能耗。
2. 发酵环节:发酵过程中的温度控制是一个关键环节。
过高或过低的温度都会对菌的生长和乙醇产率产生负面影响。
乙醇燃料电池
乙醇燃料电池2篇乙醇燃料电池(EFC)是一种绿色、高效且环保的能源转换装置,可以利用乙醇作为燃料产生电能。
乙醇燃料电池具有许多优点,如较高的能源转换效率、较低的污染排放、广泛的燃料来源和良好的可持续性。
它已经被广泛研究和应用于各个领域,对于推动清洁能源的发展具有重要意义。
乙醇燃料电池是一种化学反应装置,利用乙醇和氧气的反应,直接产生电能。
它由阳极、阴极和电解质三部分组成。
阳极上电子通过外部电路流向阴极,产生电能;阴极上则发生氧化还原反应,将氧气还原成水。
乙醇燃料电池的核心是电解质,可以是固体聚合物或液体,能够使乙醇和氧气的反应在电解质的催化下进行。
乙醇燃料电池的优势之一是高效能源转换。
相比传统的内燃机,乙醇燃料电池的能源转换效率可达50%以上,远高于内燃机的25%左右。
这意味着同样数量的乙醇燃料,可以产生更多的电能,提供更长的使用时间。
这对于需要长时间稳定供电的场合非常有益,如无人机、电动汽车和便携式电子设备等。
其次,乙醇燃料电池对环境友好。
乙醇燃料电池产生的唯一废物是水和二氧化碳,没有任何有害气体和颗粒物的排放。
相比之下,传统内燃机燃烧乙醇会产生大量的废气和颗粒物,对空气质量和人体健康造成严重影响。
而乙醇燃料电池几乎零排放的特点使其成为清洁能源的重要组成部分。
乙醇燃料电池的第三个优点是其广泛的燃料来源。
乙醇是一种可再生的生物燃料,可以通过粮食废料、秸秆和植物油等来生产。
相比之下,传统的石油燃料是非可再生的,在数量有限的情况下无法持续供应。
乙醇的可再生特性使得乙醇燃料电池成为一个可持续发展的能源选择。
总之,乙醇燃料电池是一种绿色、高效且环保的能源转换装置,具有高效能源转换、环境友好和广泛的燃料来源等优点。
随着清洁能源需求的不断增长,乙醇燃料电池有望发挥重要作用,推动可持续发展的能源转型。
乙醇燃料电池正在成为一种重要的清洁能源技术,在各个领域得到广泛应用。
乙醇是一种可再生的生物燃料,与传统的化石燃料相比具有更低的碳排放。
生物质转化技术的现状与发展动态
生物质转化技术的现状与发展动态在当今世界,能源和环境问题日益严峻,寻求可持续的能源资源和有效的环境解决方案已成为当务之急。
生物质转化技术作为一种具有巨大潜力的领域,正逐渐引起人们的广泛关注。
生物质,简单来说,就是由植物、动物和微生物等有机物质组成的可再生资源。
它包括农业废弃物(如秸秆、稻壳)、林业剩余物(如树枝、木屑)、城市有机垃圾以及能源作物等。
与传统的化石能源相比,生物质具有可再生、低碳排放、分布广泛等显著优点。
目前,生物质转化技术主要包括以下几种类型:生物质直接燃烧技术是最古老也是最常见的利用方式。
在一些农村地区,人们依然使用生物质直接燃烧来取暖和做饭。
然而,这种方式的能源利用效率较低,且会产生大量的污染物。
生物质气化技术则是将生物质在高温和缺氧的条件下转化为可燃气体,主要成分包括一氧化碳、氢气和甲烷等。
这些气体可以用于发电、供热或者作为化工原料。
生物质液化技术主要包括生物柴油和生物乙醇的生产。
生物柴油通常是通过油脂与醇类的酯交换反应制备而成,而生物乙醇则主要是通过微生物发酵含糖或淀粉类物质得到。
此外,还有生物质热解技术,它将生物质在无氧或缺氧的条件下加热分解,产生生物油、生物炭和可燃性气体。
在现状方面,生物质转化技术已经取得了一定的成果。
例如,在一些国家和地区,生物质发电已经实现了规模化应用。
通过高效的燃烧设备和发电系统,将生物质转化为电能,为当地的电力供应做出了贡献。
生物柴油和生物乙醇作为替代传统燃油的清洁能源,也在交通运输领域得到了一定程度的应用。
一些国家制定了相关政策,鼓励使用生物燃料,以减少对石油的依赖和降低温室气体排放。
然而,当前生物质转化技术仍面临着一些挑战。
技术方面,虽然已经有了多种转化途径,但很多技术还不够成熟,存在着效率低下、成本较高等问题。
例如,生物质气化过程中产生的焦油会降低设备的运行效率和使用寿命,生物质液化过程中的催化剂选择和回收也是亟待解决的难题。
经济方面,生物质收集和运输成本较高,尤其是分散的生物质资源,收集难度大。
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简 讯生物乙醇的能源利用率较低密歇根州立大学研究人员发表在EST上的最新研究表明,粮食供人们食用的能源利用效率比用来生产乙醇高很多,而乙醇最好用草来生产。
研究对玉米、大豆和小麦的不同种植方式(传统式、免耕、低投入和使用有机肥),以及连续种植紫花苜蓿等进行了比较,发现效率各不相同。
效率最低的种植方式是传统式,而目前60%的作物都是采用这种耕作方式,比效率最高的免耕法的能源需求量高40%。
效率最高的是种植紫花苜蓿以生产生物燃料,紫花苜蓿效率最低的利用方式是被牲畜吃掉。
研究得出的结论:一个人食用玉米吸收的能量(15MJ/kg)远比1kg玉米生产的乙醇的能量(8MJ)高。
论文第一作者,密歇根州立大学W.K. Kellogg生物研究站和美国能源部五大湖生物能源研究中心的Ilya Gelfand说:“谷物作为食物比用来生产燃料的能源效率高出36%”。
他还说:“最理想的是种植玉米作为食物,并且将一半的玉米秸秆和叶子还田,另一半用来生产纤维素乙醇”。
研究同时发现用草饲养肉牛比用于生产生物燃料的效率低60%。
之前的研究已经表明用玉米饲养肉牛,之后食用牛肉,整个过程中玉米所含的90%的能量都被损失掉了。
研究还针对日益引人关注的一项争论进行了探讨——即土地是用来生产生物燃料还是用来种植粮食?生物燃料属于可再生能源,比燃烧化石燃料排放的二氧化碳少,但是世界上还有十亿人正在忍受饥饿或营养不良,且世界人口数量还在不断增加。
W.K.Kellogg 生物研究站Gelfand的同事Neville Millar说:“这是一项重要的研究,因为它表明从能源利用效率的角度出发,最好的农业系统应该既能生产食物又能生产燃料”。
Gelfand说:目前美国生产的3.5亿t玉米中约40%用于喂养牲畜,其余的供人们直接用作食物、生产乙醇和工业生产。
2007年出台的能源独立和安全法案规定,到2022年,生物燃料将在美国交通用燃料中占22%。
当前美国大部分生物燃料来自于玉米。
本研究分析了制造乙醇的能源效率。
以玉米为例,研究表明如果全部玉米粒作为食物,剩余的秸秆等物质一半用来生产生物燃料,其能源效率比有机种植方式高48%,比免耕种植高37%。
然后,研究将4种玉米种植方式与种植紫花苜蓿进行对比,紫花苜蓿主要作为牛饲料,9kg紫花苜蓿能生产1kg牛肉,人食用这些牛肉能吸收到其中21MJ的能量。
相比之下,该研究指出,如果同样用9kg紫花苜蓿制造纤维素生物燃料,则能产出72MJ的可用能量。
“我们发现用可作为食物的谷物生产乙醇的能源效率是低下的”,Gelfand 说,“而用诸如草类的纤维素原料生产乙醇的能源效率更高。
”密歇根州立大学的生态学者Stephen Hamilton 指出,之前的研究已经表明用例如草类的饲料作物生产纤维素生物燃料比用玉米产生更少的碳排放。
“能源收支是对比不同活动能效的通用方法,本研究第1次将这种方法用于综合评价生物燃料的能效”,他说,“这一研究为比较食物生产系统和生物燃料生产系统的相对效率提供了新思路。
”同时他还解释说,关于用草类纤维素原料生产生物燃料的经济性,以及农民如何选择种植粮食还是生物燃料仍存在不确定性。
以玉米为例,一个农民可以在最后决定是将其用作食物、饲料还是生产乙醇。
对于多年生的生物燃料作物,例如人工草(不是草原),需要长效的管理。
Hamilton说,“考虑到玉米种植的补贴机制已经相当完善,一旦我们决定这是一个好的方向,开发一套促进生产生物燃料作物的激励制度应该不是问题。
”赵敏译自Study finds using food grain to make ethanol is energy-inefficient.《Environmental Science & Technology》, 2010, May 15:3648.- 48 -生物燃料与温室气体排放Mark O. Barnett就在最近的5年前,生物燃料的前途几乎被视为是无限的。
生物燃料代表了安全、独立和可持续的能源来源,它可以实现重振美国的农业,减少土壤的侵蚀,扩大野生动物的栖息地,并显著减少温室气体(G H G)的排放量。
可以肯定的是,生物燃料,特别是以玉米为原料的乙醇,一直有它的反对者存在。
其他消极因素有,以玉米为原料的生物燃料抬高了粮食的价格,促进环境退化和生物多样性的损失,并加剧水资源的短缺。
目前生物燃料消耗了大于25%的美国玉米产量,这导致玉米和相关的食品和产品价格的大幅度上涨。
虽然人们普遍认识到纤维素原料有低得多的环境足迹,但是美国环境保护署(EPA)最近调整了2010年国会的授权计划,把纤维素生物燃料的任务从1亿加仑减到了650万加仑,削减了大约95%,其根据是纤维素生物燃料在市场方面仍缺乏进展。
所以在短期内,以玉米为原料的生物燃料的产量可能仍将是很大的。
关于生物燃料,甚至还有净能源和温室气体平衡的根本性问题。
2006年,Farrell等人严格审查和重新评估有关生物燃料生产的、6个现有的研究结果。
他们的分析表明,有些研究在计算生物燃料的净能源和碳排放时,错误地忽视燃料乙醇副产品的益处。
经过改正后,玉米乙醇的温室气体排放有13%的净减少。
与此相反,纤维素乙醇会导致高达88%的削减。
在2008年的2个研究,然而,却从根本上质疑有关温室气体的这些结论。
Searchinger等声称,过去大部分有关生命周期的研究中,在计算温室气体净效果的影响时,错误地忽略或是系统地低估了土地利用变化对环境的影响。
由于大规模的生物燃料补贴和未来的计划生产任务,所以越来越多的森林、草原等,被直接或间接的清除了,而这将释放巨大的碳储存(土壤和植物生物质所包含的碳几乎是大气中的3倍)。
当正确核算这些土地利用的变化后,Searchinger等估计,比起削减温室气体来,以玉米为原料的乙醇在30多年中将使排放量加倍,并且将增加排放长达167年。
以草地为原料的生物燃料,即使是种在美国的玉米田中,仍然会增加50%的温室气体排放量,且持续时间超过30a。
在《科学》杂志中有相同的问题讨论,Fargione等把本地生态系统转化为生物燃料的生产后,在第1个50a里所释放的碳量定义为“碳债务”。
然后,他们计算回报期,用相对石油的生物燃料造成的碳排放的削减时间来偿还最初的碳债务。
例如,美国生产乙醇的玉米地原来是草地,那它将有93a的碳投资回报期。
换句话说,在美国把草地变成玉米地来生产乙醇的话,相应增加的碳要超过石油燃料几乎100a的量。
即使在废弃的谷地上生产玉米乙醇时,回报期也要48a。
只有在贫瘠的或是废弃的谷地上生产生物质乙醇时,投资回收期才会小于1a。
然而,在全球范围看来,这些土地的生物能源生产潜力,仅占全球能源消耗的很小一部分。
这2篇论文都产生了直接和强烈的反响,包括正面的和负面的。
2007年12月,布什总统签署的能源独立和安全法案(EISA)生效。
除了到2022年实现360亿加仑的可再生燃料外,EISA设立了一个新的可再生燃料标准(RFS2),它要求的燃料,用来满足360亿加仑任务量达到一定阈值的生命周期温室气体排放量。
2007年的新标准建立了如下的分类系统:传统的生物燃料被定义为从玉米淀粉生产的乙醇,新建的传统乙醇设施都必须实现温室气体排放量减少20%,这是相对于平均石油燃料的生命周期分析基线而言的。
高级的生物燃料被定义为不以玉米为原料的、可实现温室气体减排50%的可再生燃料。
纤维素生物燃料——先进生物燃料的一个子集,被定义为以纤维素、半纤维素、或木质素为原料的生物燃料,它们可达到60%的温室气体减排。
以纤维素为原料的生物燃料,达到了50%的阈值,但不够60%的阈值可能也被归为先进生物燃料。
如果原来的阈值被认为是不切实际的,EPA局长还获得授权可以降低3个阈值最高达10%(20%,50%和60%)。
按照EISA的规定,EPA承担了可再生燃料- 49 -的国家第1个强制性温室气体的生命周期减排分析。
生命周期分析包括了所有方面,从原料的生产到分配使用,包括由土地利用变化产生的间接排放。
利用同行评审的研究代表着“最佳科学可行”,EPA总结到:由于土地利用的变化,生物燃料确实可以产生明显的近期排放。
在初步结果的基础上,EPA提出把先进生物燃料的标准放宽10%。
2009年5月的一个法规制定提案通告发布了这些结果,引发了来自传统的和可再生燃料领域的大量批评。
相关机构收到了成千上万的书面意见、还举办了公共会议和一系列研讨会。
毫不奇怪,关于土地使用变化的意见成了共同的主题。
有几个人对Searchinger和他的同行的研究持明确批评的态度(有趣的是,Fargione的观点和研究没有受到同样的批评)。
一位评论者指出,“虽然监管机构讨论如何计算复杂的新科学,如国际间接土地使用...但无数的生物柴油生产商正在走向停产歇业。
人们正在失去他们的工作、储蓄和投资。
经验丰富的企业家正推动替代燃料的行业。
”EPA额外花了120d来完成最后的法规编制,并于2010年2月3日正式颁布,法规的出台是基于“最可行的模型”,且吸收整合了“大量公众意见、同行评议和发展科学对于草案的反馈修改意见”,为了回应市民的意见、同行评议,并有进一步评估,最终的法规和开始的草案有着显著差异。
值得注意的是,土地利用的间接变化显著降低了温室气体排放量的评估。
总体而言,最终温室气体的估计减少量显著低于草案的估计。
尤其是,最后的法规把以大豆为原料的生物柴油列为一种以生物质为原料的柴油,虽然它在最初的法规中是被排除在外的。
EPA的最终结论是:(1)使用新的天然气或采用新生产设备和先进技术的生物质工厂来生产以玉米为原料的乙醇,预计这将满足20%常规生物燃料的需要;(2)从大豆和废油脂,油和脂肪中生产甘蔗乙醇和生物柴油,会满足50%的先进生物燃料的需要;(3)柳枝和玉米秸秆乙醇将满足60%的纤维素生物燃料的需要。
我赞赏EPA在评估生物燃料的生命周期的温室气体排放量时,考虑到将土地利用变化产生的间接排放量列入,还有对同行评议过程的广泛使用,以及将Searchinger和Fargione列入同行审查小组。
无论结果如何,我们需要最科学可行的,更多样化的观点。
正如已故的诺贝尔奖得主、物理学家Richard Feynman所言,尽管身处不同的背景,但“对于一个成功的技术而言,现实可行性必须优先于公共关系,因为大自然是无法被愚弄的。
”景盛翱译自Biofuels and Greenhouse Gas Emissions: Green or Red?《Environmental Science &Technology》, 2010, May 1:5330~5331.- 50 -史无前例的海洋酸化Richard A. Kerr如今,海洋问题的严重程度已经接近于行星撞击地球导致恐龙灭绝这一灾难了。