生物质发酵制燃料乙醇的优势和局限性

生物质发酵制燃料乙醇的优势和局限性

燃料乙醇是指浓度为95%左右的乙醇经过进一步脱水和添加5%（，体积分数）的变性剂所得的变性无水乙醇，其水分小于0.8%。虽然乙醇的能量仅为汽油的67％，但燃料乙醇的能量等同甚至高于汽油。燃料乙醇作为替代能源之一，与普通汽油相比，以其燃烧完全、废气排放量低等优点被称为21世纪的“绿色能源”，它不仅能提高汽油的辛烷值和抗爆性能，还可以提高汽车运行的平稳性和延长主要部件的生成和排放。但是燃料乙醇也存在不足之处，在运输和储存过程中，对含水量的要求十分苛刻，含水量一旦超标就会分层，影响使用效果；对金属和橡胶部件容易产生腐蚀和溶胀现象等。

工业上乙醇的生产方法有化学合成法和发酵法。现如今生物质发酵制取燃料乙醇的方法更为广泛。发酵法指酵母等微生物以可发酵性糖为食物，摄取原料中的养分，通过体内的特定酶系，经过复杂的生化反应进行新陈代谢，生产乙醇和其他副产品的过程。按生产所用主要原料的不同，发酵法又分为淀粉原料生产乙醇、糖类原料生产乙醇及纤维原料生产乙醇。发酵法制得的乙醇的质量分数为6%~10％,并含有乙醛、高级醇、酯类等杂质，经精馏得质量分数为95%的工业乙醇并副产杂醇油。

生物质发酵法制取乙醇的优势为:

1、原料上的获取方便快捷能从个个方面获取，总能量储藏大。原料通常包括木材、森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质资源较为丰富。地球每年经过光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10~20倍，但目前的利用率不到3%。

2、生物质发酵的优点还有可再生、污染低、广泛分布性等等。日益严格的环保法规推动了车用燃料的发展。人们在积极探寻清洁汽、柴油燃料生产新工艺的同时,也在努力开发和利用矿物替代燃料,其中经济性好、对大气污染小的生物燃料备受青睐。燃料乙醇将继续成为全球汽油市场的新秀,它在汽油供应市场上将起越来越大的作用。

3、随着世界经济的快速发展,能源与环境问题日益突出。为了摆脱对化石燃料的依赖,减轻化石燃料对环境的影响,世界各国积极而广泛地开展包括生物质能源在内的可再生能源的技术研究和开发应用,以期利用生物质能源等新能源替代部分化石燃料,实现能源可持续发展。我国经济高速发展的同时也面临着能源危机和环境保护的双重压力,在目前能源和环境危机日益凸现的状况下,该领域有着广泛的发展前景和重要的研究价值。

生物质发酵制取乙醇的局限性也有以下的几点：

1、原料能量密度低，分布性广不易于收集，如果使用交通工具运输则成本会升高。

2、生物能源需要借助于产业的规模化、标准化、盈利性和产业结构调整等功能,选择合适的生物能源产业发展模式,实现从天然自然向人工自然的转化。目前我国生物能源产业尚处于起步阶段,规模较小、盈利能力差以及标准化缺失等问题一直困扰着生物能源的产业化发展。

3、这方面的自身工业不够成熟，使原料成本转化率不高，不能大量生产，所以不能达到大量的普及。

4、燃料乙醇的热度不如汽油高，使用量大大增大，需要的及时补给也会增加，各种成本都会提高。

最后对燃料乙醇的应用展望：石油的短缺和环保法规的日益苛刻，使以燃料乙醇为代表的可再生的石油代替能源成为全球燃油市场的新秀。目前世界上有近20个国家在大力推广使用乙醇汽油，乙醇汽油呈现出迅猛的发展势头。近期的发展方向如下。

1、继续降低纤维素原料生产燃料乙醇的成本。纤维素原料生产燃料乙醇的预处理以及水解过程的成本仍然很高，制约其发展，因而有待在技术和菌种上进一步突破。

2、扩大乙醇的利用范围。由于乙醇易于生产乙烯，因而目前95%来自石油的合成聚合物都可以从生物质制取乙醇出发。

3、提高生物质整体化工程的技术经济性。未来生物质加工厂的经济效益来自多种产品，而不是依靠一种产品，正如石油炼厂的多模式一样，生物质加工厂也应面向市场，因地制宜，具有足够的灵活性。总之，生物质燃料乙醇技术是一个新兴领域，未来发展空间广阔。