生物燃料是解决能源短缺问题的希望

2012-06-18 10:01 · Cecil

生物能源由于其安全、清洁而备受各国研究者和政府的青睐。藻类、麻疯树、地沟油等等都是生物燃料的生物质来源。麻疯树曾被誉为绿色的黄金,各国科学家、政府、企业都投入了大量的力量。在国际能源署发布的新版《交通用生物燃料技术路线图》中就指出,到2050 年,生物燃料可占到交通运输燃料总量的27%,持续生产后每年可避免21 亿吨二氧化碳排放。

在能源日渐短缺的今天,需找新的替代能源是世界各个政府和企业都在积极探索的工作,生物能源由于其安全、清洁备受青睐,这个领域也被投入了大量的财力与人力,尽管在发展过程中有一些挫折,但成果无疑是喜人的。据外媒报道,丹麦的生物技术公司就成功的在非洲国家莫桑比克将木薯转化成了生物乙醇。

莫桑比克的木薯可生产成为生物乙醇

莫桑比克的木薯可生产成为生物乙醇

根据报道,莫桑比克85%家庭燃料来自木材与煤炭,但这两种燃料造成民众呼吸系统严重疾病,加上炉子设计不良,导致火灾频传,每年因此丧命的人数竟高达200万人,严重性远超过疟疾的危害。

由诺维信领导的这个项目所生产的乙醇没有任何的烟雾释放,大大降低因燃烧煤炭所产生的碳排放量,同时降低火灾发生机率。在价格方面乙醇燃料售价与煤炭差不多,大部分民众都负担得起。

在生物能源研究领域曾经最为火热的生物燃料研究对象是麻疯树。麻风树土生土长在中美洲,在热带和亚热带具有良好适应性。从拉丁美洲、非洲到亚洲,对于这些最为贫穷和拥有大量炎热、干旱土地的地区来说,麻风树似乎是一个特别的恩惠。麻风树从大气中吸收的二氧化碳可能超过其所释放的二氧化碳,不仅如此,这种奇迹般的树种也可以稳定和恢复已经退化的土壤。

正因为这个原因,在2007年,《科学美国人》(Scientific American)杂志将麻风树称为“灌木中的绿色黄金”,[1]认为这种植物“似乎提供了生物燃料的所有益处,而且没有什么缺点”。

在中国,麻疯树曾经引起了一些能源企业的极大兴趣。在2005年,美国贝克生物燃料公司就开始在攀枝花进行麻疯树种植。他们曾经计划在几年内投资20亿美元,建成世界最大的生物能源基地,年产近40万吨生物柴油。而另一家生物能源公司英国阳光集团在2005年也与四川凉山州人民政府签订了生物质能源项目合作协议,计划投资40亿元人民币,在攀西地区种植100万亩麻疯树炼生物柴油。

然而几年过后,外国能源巨头的勃勃雄心不了了之,紧随其后跟进该领域的是国内的能源企业中石油与中石化。目前在云南培育的麻疯树原料林基地约1000万亩,形成年产100多万吨生物柴油、产值超过30亿元的新兴产业,位居全国第一。

最近,新加坡的科学家们将转基因技术应用到了麻疯树上。他们研究的这种转基因麻疯树预计将比普通种子多产出10%的油。[2]

除了麻疯树,科学家们也在将目光望向了其他的目标。例如西瓜。美国农业部的研究人员发现,由于西瓜含有大量的糖分,可直接用于提炼酒精,50%的西瓜可发酵产生乙醇这种宝贵的燃料。[3]

据英国广播公司报道,苏格兰一所大学日前为一种生物燃料申请专利,这种生物燃料是生产威士忌酒的副产品,据说能够用来驱动汽车。爱丁堡的龙比亚大学声称,这种用使用过的大麦和其他酿酒废料制成的丁醇燃料比现有诸如乙醇这类产品的效能高30%。龙比亚大学现在正在成立一家公司,专门开发威士忌酒废料制成的燃料,并将产品推入商业市场。

来自西英格兰大学的研究人员描述称,使用微生物燃料电池(MFCs)可从尿液中直接发电[4]。这项研究发表在近期出版的《英国化学皇家学会》期刊上。研究小组致力于研究是否未经处理的尿液可通过微生物燃料电池产生电能,并计算当使用微生物燃料电池时尿液产生电能的产量。据统计全球人类每年可排泄6.4万亿公升尿液,研究人员称尿液是迄今被人们忽视的潜在替代能源。

今年5月23日,国际能源署(IEA)在北京举行了《交通用生物燃料技术路线图》中文版发布会。可再生能源处高级能源分析员亚当∙布朗博士 (Dr. Adam Brown) 指出,预计到2050 年,生物燃料可占到交通运输燃料总量的27%,持续生产后每年可避免21 亿吨二氧化碳排放。布朗博士同时指出,良好的政策框架和初期的财政支持是发挥生物燃料作用的关键。

国际能源署的报告认为到2050年生物燃料可能需要30亿吨生物质原料使得生产得以进行,其中10万亿吨来自农林废弃物,剩余的20亿吨需要能源作物的生产提供,占用土地1亿公顷,约占总农业用地的2%。考虑到2050年全球人口可能增长30%至9亿人,粮食生产的保证供应至关重要。因此生物燃料在生产过程中必须高度重视高效、清洁和环境友好。

化石能源终有枯竭的一天,发展清洁生物能源是人类势在必行且不可替代的选择。

[1] Green Gold in a Shrub

[2] Development of marker-free transgenic Jatropha plants with increased levels of seed oleic acid

[3] Watermelon juice: a promising feedstock supplement, diluent, and nitrogen supplement for ethanol biofuel production

[4] Urine utilisation by microbial fuel cells; energy fuel for the future