英国航空废弃物变燃料减少碳排放

来源：新能源网

时间：2016-06-25 06:03:15

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英国航空废弃物变燃料减少碳排放　　节能到2015年年底，所有英国航空公司从伦敦城市机场起飞的航班都将以垃圾（纸、食物残渣、花园修剪下的草和其他城市居民丢弃的有机碎屑）为燃料。　　

　　节能到2015年年底，所有英国航空公司从伦敦城市机场起飞的航班都将以垃圾（纸、食物残渣、花园修剪下的草和其他城市居民丢弃的有机碎屑）为燃料。

　　但在这些垃圾成为燃料之前，它们将在“伦敦绿色天空”被加工处理。这是一家位于伦敦东部的生物燃料工厂，目前正在建造中。每年，该工厂将接收约50万吨城市垃圾并将其中的有机成分转化为6万吨喷气燃料。

　　这种级别的产出很难在传统炼油厂被注意到。在传统炼油厂，原材料能在一周内生成等量的产品。美国纽约市自然资源保护委员会可再生能源政策主管Nathanael Greene说：“收集足够的生物量运转一个炼油厂几乎是难以想象的事情。”作为第二代生物燃料工厂，“伦敦绿色天空”采用的材料可以是玉米秸秆、木屑、其他形式的农业废弃物及城市垃圾，但在数量上仍不够。现在的希望在于，工厂可以大幅度削减运输成本——将工厂迁至生物量富集的地方，而不是目前相反的做法。

　　支持者认为，新催化技术和紧密的设计将使第二代生物燃料工厂不仅能保护生态环境，还能在没有补贴的情况下仍有利可图，并足以和石油燃料竞争。现在的问题在于，这样的设想能否变为现实。但至少一些客户正在给工厂一次尝试的机会；相关商业单元如雨后春笋般在芬兰，美国密西西比州、阿拉斯加州等地涌现。

　　Greene表示，如果第二代工厂获得成功，和其“前任”相比，它们将带来一大至关重要的优势：以低碳的方式生产适合现有车辆的燃料。

　　有限的兼容性是限制第一代生物燃料工厂发展的一大主要问题。第一代工厂利用发展了一千多年的技术生产啤酒、葡萄酒和烈性酒。这些机器磨碎诸如玉米、甘蔗等食物，加入水和酵母。这一过程能生产大量乙醇，而乙醇正是能与汽油混合的绝佳燃料。

　　但是，不断增长的人口和有限的耕地使得利用食物制造燃料的方法有很大局限性。因此，十多年来，生物燃料行业一直致力于研究更经济的方式，例如以玉米秸秆、木屑和其他被白白浪费掉的副产品作为原料。这对发酵方法提出了挑战，因为这些材料包含牢固的长链分子（例如纤维素、木质素），酵母很难分解它们。在过去的5至10年间，利用酸和酶的预处理方法的进步已经从一定程度上克服了该难题，计划生产纤维素乙醇的商业化工厂目前正在爱荷华州和堪萨斯州等地建造。

　　“混合墙”难题

　　然而，这些工厂目前还不能完全克服发酵方法上的最大难题：“混合墙”——指在未引起燃油管和发动机腐蚀的情况下，可以和汽油混合的乙醇的最大数量。当前模型的“混合墙”比例约为10%~15%——第一代发酵设备已经生产出“绰绰有余”的乙醇满足这一需求。事实上，美国一些过去10年间建立的乙醇精炼厂已经处于闲置状态，它们是干旱导致的价格飞涨及市场饱和的受害者。

　　近9年来，油价一直居高不下——约保持在每桶100美元，使得大批研究转向热化学领域。热化学工厂能将生物量直接转化为燃料。

　　最常见的热化学方法是气化，即加热富含碳的物质（诸如煤、木屑、城市垃圾）以生产合成气（指一氧化碳和氢的混合物，尤指由低级煤生产的可燃性气体）。在伦敦绿色天空工厂，Solena燃料公司（华盛顿市的一家可再生能源公司）建造的气化炉装置将完成这一步骤——用喷射的离子化的等离子体蒸发垃圾，并加热至3500摄氏度。这些装置比其他气化方法能源消耗量要大。伦敦绿色天空工厂这样做的原因在于，城市垃圾是多种多样的，通过调节装置的温度，进而使合成气的成分保持一致。

　　该过程的第二步是将合成气送至一个化学反应堆（由俄亥俄州平原市Velocys公司建造），一致性在其中非常重要。在这一步，合成气将经历费托合成反应——氢和一氧化碳熔合成长链碳氢化合物。通过控制含钴催化剂粉末的数量并将其置于一系列微通道旁，Velocys得以设计出异常紧凑的系统并能控制合成气的流动。

　　费托合成单元也被设计得尽可能模块化，这样工厂能更便利地处理材料。Velocys公司业务开发经理Neville Hargreaves说：“获取利润并不是在规模上投机取巧，而是需要改进你的生产方式。”