石油替代與減排
石油,碳中和中的另一重要碳源和替代減排重點。液體燃料是運輸工具的主要動力,現(xiàn)代社會的“血液”。
然而,石油基液體燃料不僅排放二氧化碳和一氧化碳,還有碳氫化合物、氮氧化合物等有害物質(zhì),汽車尾氣與輪船劣質(zhì)柴油嚴重污染大氣與水體。
20世紀70年代的世界石油危機,催生了生物乙醇等生物基燃料對石油的替代。
美國自2005年頒布
新能源法到2015年的10年間,玉米乙醇減排二氧化碳5.9億t和減少石油進口19億桶。2018年以38%的玉米總產(chǎn)生產(chǎn)了4830萬t玉米乙醇,占全國石油消費量的10.3%,減少石油消費5.4億桶。
2018年歐盟的可再生運輸中90%是生物燃料。在巴西,甘蔗乙醇已成為國家支柱性產(chǎn)業(yè),是全國汽油消費量的1.5倍。
但是,以糧食為原料生產(chǎn)燃料,詬病不斷。
于是人們將目光從生物質(zhì)組分中的淀粉移向了占組分2/3的纖維素、半纖維素與木質(zhì)素,并稱之二代生物基原料。
美國還提出溫室氣體排放比化石燃料低50%以上者方為“先進生物燃料”,于是,纖維素乙醇成為各國研發(fā)熱點,只可惜久攻而不克。
微生物法生產(chǎn)第二代生物燃料受阻,熱化學(xué)法興起,即通過中溫或高溫將生物質(zhì)氣化,再合成精煉為系列高品位生物燃油。
2013年美國KIOR公司以黃松枝條為原料,年產(chǎn)生物燃油3.6萬t,溫室氣體排放比化石燃料減少60%。同年,美國INEOS BIO公司基于熱化學(xué)先氣化秸稈,再合成乙醇。
2015年,芬蘭GFN公司以林業(yè)剩余物與作物秸稈為原料生產(chǎn)了生物燃油。加拿大Enerkem公司將垃圾氣化合成乙醇后再轉(zhuǎn)化為航空煤油,已在英航使用。德國科林公司、瑞典Chemrec公司等亦多有建樹。
2015年聯(lián)合國巴黎氣候峰會后,大多數(shù)簽約國在上報的承諾計劃書中,都把開發(fā)生物燃料作為減排溫室氣體的重要手段,特別是基于熱化學(xué)法生產(chǎn)車用液體燃料,以及生物天然氣成為新寵。
在這場全球性的,以二代技術(shù)開發(fā)二代原料的競技場上,出現(xiàn)了一支中國奇兵。
武漢陽光凱迪集團對生物質(zhì)氣化-費托合成燃油技術(shù)攻關(guān)8年,一座1萬t級生產(chǎn)線于2013年1月正式投產(chǎn),進入同類技術(shù)的國際領(lǐng)先行列。
2015年8月,中國科學(xué)院向中央呈文稱,“我國有望破解當(dāng)前生物質(zhì)能發(fā)展困局”,建議國家“加強對生物質(zhì)合成燃油產(chǎn)業(yè)的政策支持”。
遺憾的是,2018年,凱迪集團內(nèi)部發(fā)生問題退市,這個即將大放異彩的國際領(lǐng)先項目不幸擱淺。
此外,內(nèi)蒙古俏東方集團自行開發(fā)的“碳酸二烷酯型生物柴油”,品質(zhì)與環(huán)保性能顯著優(yōu)于常規(guī)柴油;中國科學(xué)院廣州能源研究所研發(fā)的秸稈制生物航空煤油,清華大學(xué)的甜高粱稈乙醇重整制氫等在技術(shù)上都處在國際前列,都有沖鋒陷陣的潛質(zhì)。
生物乙醇在中國出現(xiàn)最早,卻20年乏善可陳,但不等于液體燃料替代不重要。恰恰相反,中國石油的對外依存度接近70%。
為了國家能源安全與保護環(huán)境,為了實現(xiàn)碳中和目標,石油替代減排十分重要,大有可為,大有作為。
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