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美国科学家利用木材生产生物燃料

来源:教育部科技发展中心
摘要:美国科研人员正在研究利用木材生产一种新型生物燃料,这种燃料可以与生物柴油混合用于给传统的发动机发电。美国乔治亚大学的研究小组在美国化学协会的杂志《能源与燃料》网络版上发表了该项研究结果。乔治亚大学的TomAdams在周五的新闻发布会上表示:这项发明最激动人心的一点是操作很容易,希望通过这个方法......

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美国科研人员正在研究利用木材生产一种新型生物燃料,这种燃料可以与生物柴油混合用于给传统的发动机发电。

美国乔治亚大学的研究小组在美国化学协会的杂志《能源与燃料》网络版上发表了该项研究结果。

乔治亚大学的Tom  Adams在周五的新闻发布会上表示:这项发明最激动人心的一点是操作很容易,希望通过这个方法可以显著减少利用生物质生产生物燃料的费用。他表示:这个生产生物燃料的廉价方法生产出的燃料可以直接应用在未加任何改造的柴油机中,或者与生物柴油和石油柴油混合使用。

他表示:这种燃料接近于碳中性,这就意味着只要种植新的树木以补充用来生产生物燃料的部分,这项技术就不会显著增加大气中的二氧化碳浓度。

原文链接:http://www.sciencedaily.com/upi/index.php?feed=Science&article=UPI-1-20070518-18371300-bc-us-biofuel.xml

张丽颖译自:sciencedaily



        众所周知,亿万年前埋在地下的树,经过长年累月的密封高压,能够形成重要的化石燃料———煤炭。  

  如今,科学家又打起了正在地球表面繁茂生长的树木的主意:既然大自然可以利用远古的树木为人类提供燃料,人类也应该能够借助现在的树木造出生物柴油———亦称生物质液化燃油。  

  其实,从古到今,木柴就是人类不可或缺的重要能源。远可以追溯到早期人类钻木取火,以柴为薪;近可以追忆到第一次工业时代,人类用大块儿木头为燃料,驱动轮船与火车;即便是现在,仍有不少人使用木柴取暖做饭。可以说,无论是过去,还是现在,乃至遥远的未来,木质能源一直会与人类为伴。  

  但是,这种一烧了之的简单方式既不经济,也不卫生,更不环保。烧柴不光会把家里弄得烟熏火燎,还会产生大量温室气体。因此,木柴的使用也要讲可持续发展。为了地球、为了人类自己,人们对木质能源的开发与应用也在与时俱进。比如利用废弃木柴的边角下料产生沼气或生产乙醇;用固体木质颗粒产生木质气体燃料,乃至木质液体燃料。  

  在木柴资源丰富的地区,将固体木料转化为木质气体或生物质液化燃油,可以作为一种很好的清洁型替代能源,取代天然气、乙醇、丙烷以及石油和煤炭。除了可以提高木柴的燃烧效率、使用效率,还可减少燃烧时产生的温室气体。另外,将固体木质燃料转化为清洁的可燃气体或液体,也可大大简化木柴的运输和贮存方式。  

  美国乔治亚州立大学科学家近日宣布,他们已经开发出一种新型工艺,可以利用木质颗粒衍生出一种目前还没被正式命名的新型生物燃料,有关专利正在申请中。它与以往从木质颗粒中衍生出的液体燃料有所不同,能够与生物柴油或汽油混合使用,驱动常规发动机。  

  其实,科学家早就能够利用木柴衍生石油,但由于生产能效低、成本高,无法实用化。乔治亚大学研究人员开发出的这种化学新工艺,可以低成本地生产和处理这种新型生物燃料,使之可以直接用于汽油发动机、生物柴油发动机和普通柴油发动机。  

  新制造工艺的原理如下:将直径大约1/4英寸、长约6/10英寸的木质颗粒在高温缺氧环境下加热分解,1/3的木质颗粒会变成木炭,其余的变成气体再被浓缩成液体,进行化学处理。最终,大约34%的生物质液化燃油(约为木质颗粒净重的15%—17%)可用来驱动发动机。研究人员目前正在对这种工艺进行改进,以进一步提高木质颗粒的出油率。  

  研究小组负责人汤姆•亚当斯说,新工艺方法简便易行,有望降低利用木柴大批量生产生物质液化燃油的成本。他希望这项技术能够使自己的家乡获益,因为乔治亚州拥有2400万英亩森林,新技术可源源不断地采伐树木制造生物质液化燃油,解决该州就业问题,提高州政府税收,还可减少石油的使用量和二氧化碳的排放量。  

  不仅如此,新工艺技术带来的环境效益非常明显。这种燃料近乎于“碳中和”,该词是1997年由英国伦敦的未来森林公司提出的新环保思路,已注册为商标。该公司帮助顾客计算出他们一年之中直接或间接制造的二氧化碳量,然后让顾客在全世界100多座森林中任选一处,种下树木吸收二氧化碳,一棵树要价10英镑。如果顾客种的树够多,还能拥有一座以自己名字命名的森林。亚当斯说,对这种生态燃料的“碳中和”评价,意味着使用这种燃料不会显著增加大气层中的温室气体,只要及时补种新树,补足那些被砍掉用于制造这种生物质液化燃油的树木的空缺即可。  

  研究人员已经在乔治亚州设立了试验区进行小规模试验,以探测生产这种生物燃油时产生的下脚料———大量的木炭颗粒能否用作肥料。如果这种方式确实经济可行,这种生物燃料将不仅可以实现“碳中和”目标,甚至可以做得更好,达到碳负值———即非但不会增加温室气体效应,还会减少温室气体效应。  

  亚当斯解释说,当你种下一棵树时,就是在帮助地球从大气中去除二氧化碳;假如你在使用能源时,将随之产生的部分二氧化碳以惰性方式返还给土壤,那你实际上就是在减少大气中的二氧化碳含量。研究小组对他们的技术极其乐观,因为颗粒状木炭对大部分土壤非常有益,能够大大改善土壤的生态状况,使土壤保墒保水,保持肥沃。  

  尽管这种新型生物质液态燃油目前性能表现良好,但研究人员还需要继续进行更多试验,以评估它对发动机的动力性、经济性和排放特性的长期影响,并研究其燃烧特性、最佳运输和储存方式等等,以尽快加速这种新型生物质液态燃油广泛应用的步伐。
作者: 2007-5-23
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