美國北達科他州斯皮里特伍德計劃建造的生物質(zhì)燃料煉制廠

一直以來，美國的乙醇燃料生產(chǎn)發(fā)展良好。數(shù)據(jù)顯示，美國乙醇燃料的產(chǎn)量已經(jīng)從1998年的14億加侖上升到了2010年的130億加侖以上。然而，乙醇作為一種燃料，無論從消費者還是生產(chǎn)者的角度來看都有幾個缺點。對消費者來說，乙醇的能源密度低于傳統(tǒng)燃料，如果用于交通工具，同樣每加侖乙醇行駛的距離要低于使用傳統(tǒng)燃料。而從生產(chǎn)者的角度來看，乙醇具有一定的腐蝕性，運輸起來很不方便。于是，近年來，研究人員一致希望能夠找到更理想的替代生物燃料。

全球技術(shù)論壇網(wǎng)站近日公布了一項調(diào)查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)已有煉油廠引進了一種新的提煉技術(shù)，從而可以利用生物質(zhì)作為原料，來生產(chǎn)新型的汽油和柴油作燃料。這種方法很有可能在未來幾年內(nèi)，成為乙醇等現(xiàn)有生物燃料的理想替代產(chǎn)品。

兩個項目展開試點

目前在這一新型的生物燃料研究領(lǐng)域，有兩個項目顯露出不錯的前景。分別是來自霍尼韋爾公司旗下的全資子公司UOP和Ensyn公司合作的、位于美國夏威夷的整合生物煉化（IBR）實驗項目，以及由美國天然氣技術(shù)研究所（GTI）牽頭、CRI催化劑公司提供催化劑的IH2生物燃料煉化項目。

據(jù)了解，盡管上述兩個項目還在試點階段，但是這兩種技術(shù)離商業(yè)化應(yīng)用并不遙遠。UOP公司副總裁兼公司可再生能源和化學(xué)品業(yè)務(wù)總經(jīng)理吉姆·萊克斯基表示，該公司計劃在今年第三季度開始，向客戶出售該生產(chǎn)系統(tǒng)；而IH2項目也提出，將在2014年開始商業(yè)運作。

上述兩個項目都將采用生物質(zhì)作為生產(chǎn)燃料的原料，包括木質(zhì)生物質(zhì)和藻類生物質(zhì)等，可以生產(chǎn)出新型的生物汽油和柴油兩種產(chǎn)品。

兩個項目的技術(shù)不同處主要在于，處理過程中對于氫的需求有所不同。其中，UOP公司研發(fā)的系統(tǒng)在生產(chǎn)生物燃料過程中，需要輸入一定量的氫，以幫助將生產(chǎn)過程中的溫室氣體含量減少大約10個百分點。另外，UOP公司的處理過程中還會產(chǎn)生一定的燃氣作為副產(chǎn)品，可以用于發(fā)電廠或是為其他煉化處理供熱。相比之下，IH2項目則主要是使用甲烷蒸汽來改造處理過程中產(chǎn)生的輕瓦斯氣。

另外，上述兩種技術(shù)系統(tǒng)給其他公用事業(yè)帶來的負擔(dān)都很輕。UOP公司的系統(tǒng)需要使用一種酸水處理系統(tǒng)；而據(jù)GTI的能源轉(zhuǎn)換業(yè)務(wù)常務(wù)董事范恩·布什介紹，IH2項目的處理過程中僅會產(chǎn)生蒸汽和少量的水，并且產(chǎn)生的廢水可以由煉化廠的廢水處理系統(tǒng)統(tǒng)一進行處理。布什還特別指出，采用了IH2項目所用的處理技術(shù)，生產(chǎn)過程中還會產(chǎn)生含有氮或硫的物質(zhì)，“這可以用來做肥料，并且還有一定的碳，可以用作固體燃料或是土壤改良劑。”

UOP公司的項目試驗顯示，采用了該技術(shù)，每噸原料大約可以產(chǎn)出300加侖的生物燃料。萊克斯基對這一結(jié)果十分滿意，他表示：“從我們的測試和實驗來看，產(chǎn)量要遠高于我們的預(yù)期，甚至已經(jīng)接近理論的極限水平?！倍鳬H2項目研究則發(fā)現(xiàn)，木質(zhì)生物質(zhì)通過IH2技術(shù)處理，往往能夠生產(chǎn)出更多的生物汽油；而藻類原料則能生產(chǎn)出更多的生物柴油。“產(chǎn)量則大概在每噸原料產(chǎn)70加侖到157加侖的燃料之間?！?布什介紹稱。

發(fā)展前景較為樂觀

雖然目前，上述兩項技術(shù)還沒有真正實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，但是兩個項目的研究人員都對其發(fā)展前景表示樂觀。一方面，研究人員表示，兩項技術(shù)都可以有效降低生物燃料的生產(chǎn)成本。另一方面，上述兩種技術(shù)實地操作起來也都比較靈活。

據(jù)了解，采用了IH2項目技術(shù)的生物燃料煉化廠可以選擇安裝兩個帶有常規(guī)蒸汽重整系統(tǒng)及變壓吸附系統(tǒng)的組件作為主要生產(chǎn)單元。其中，后者在現(xiàn)有的傳統(tǒng)煉化廠就可以獲得，只要配備足夠的備用氫儲存裝置即可，這樣可以減少一定的投入成本。UOP公司則是尋求發(fā)展模塊化式的技術(shù)，以盡量減少基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本。

據(jù)布什介紹，美國國家可再生能源實驗室（NREL）經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，采用了IH2技術(shù)，木質(zhì)生物質(zhì)燃料的成本大約為每加侖1.6美元，如果燃料煉化廠不需要安裝重整裝置，那么成本還可以降到每加侖1.36美元左右。與此相比，美國能源部的目標(biāo)是達到每加侖3美元。

有了這樣具有競爭力的成本數(shù)字，上述兩個項目公司對于生物燃料生產(chǎn)的前景都持樂觀態(tài)度?！罢嬲钗沂艿焦奈璧氖?，我們正在研究的技術(shù)可以在沒有補貼的情況下，同樣具有市場競爭力。因為這項技術(shù)在原料選擇上十分靈活，它可以成為一個在全球進行推廣的解決方案。我對它的發(fā)展前景持樂觀態(tài)度?！辈际舱f。

不過，上述兩個項目也并非完全沒有挑戰(zhàn)?！吧镔|(zhì)原料的能源密度很低，因此提煉燃料需要的原料數(shù)量大得驚人。如何運輸這些原料是我們面臨的最大挑戰(zhàn)。這和運輸石油產(chǎn)品不同，不能建造一條管道或是油輪，無法這樣有效地運輸。我們也正在和許多合作伙伴共同努力，尋找克服這些挑戰(zhàn)的辦法?！比R克斯基坦言。（李慧）