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生物乙醇:玉米乙醇退场,纤维素乙醇登场

2010-08-12 00:00 美国《大众机械》 美国《大众机械》 阅读 0
核心摘要: 本文探讨了生物乙醇的发展历程,从玉米乙醇的失宠到纤维素乙醇的崛起。玉米乙醇因效率低下、与民争食等问题被淘汰,而纤维素乙醇以非粮原料、环保等优势成为新宠。然而,纤维素乙醇仍面临原料供应、成本高昂等挑战,需原油价格达到每桶90美元才具竞争力。文章以审慎态度分析了生物乙醇的现状与前景。

清洁能源的发展道路充满诱惑,但也伴随着机遇与陷阱。在新能源的探索中,既有浮夸的炒作,也有悲观的宿命论,这些都可能阻碍前进的方向。本文既不歌颂某一种新能源技术,也不贬低另一种,而是列举了现代人对新能源最广泛的10个疑虑或传闻,以审慎的态度揭示真相。

生物乙醇:玉米乙醇退场,纤维素乙醇登场

多年来,玉米乙醇一直是可再生能源的宠儿,但如今已失宠,纤维素乙醇正逐渐成为生物燃料的新星。然而,纤维素制乙醇是否真的完美无缺?

环保规定是推动乙醇燃料的关键杠杆。美国2005年能源政策法案规定,到2012年,每年汽油消费的5%需来自乙醇等再生燃料,并给予补贴,使乙醇产业迅速升温。由于将可食用作物转化为燃料的技术成熟,玉米等作物成为最简单的原料。但玉米短缺导致价格上涨,甚至与民争食。研究表明,种植、收获、运输和提炼玉米所消耗的能源远超过其产出的能源,玉米乙醇的效率甚至不如汽油,并非环境友好的能源形式。

任何能源都可能被更新、更好或更廉价的替代品取代。玉米乙醇未能兑现承诺,纤维素乙醇作为接替者成功上位。

纤维素乙醇的前景似乎更好:首先,纤维素在自然界广泛存在,美国有大片土地适合种植柳枝稷,通过纤维素获得的乙醇非常洁净,可与汽油媲美;其次,纤维素来自秸秆、草皮和树皮等非食用原料,不会威胁食物供应;最后,以非粮原料或农业废弃物为原料,比玉米或甘蔗更经济且环保。大多数此类作物能在边际土地上快速生长,有些还能净化被废水或重金属污染的土壤,如灌木柳树。

然而,纤维素乙醇仍需克服环境和财政挑战。尽管纤维素来源广泛,但要达到工业规模,需要极其庞大且持续的供应,边际土地显然不够,仍需大量土地用于种植原料。此外,原料供应密度低也是难题。得克萨斯大学化学工程师泰德·帕赛克指出:“在植被稀少的海湾地区,几乎需要一块大于所有加利福尼亚州农田面积总和的柳枝稷树林。”

纤维素的质地坚韧且多纤维,需要重型酶参与分解,将纤维素转化为可发酵糖,再进一步转化为乙醇。这一过程消耗大量能量,尽管催化酶不断优化,但成本仍然高昂。去年发表在《生物资源技术》杂志上的报告指出,纤维素乙醇暂时还不是汽油的对手,除非原油价格每桶达到90美元。

靠碎树枝取代石油的想法可能是一厢情愿,但希望当“90美元”这一天到来时,纤维素乙醇能发挥作用,这正是今天不断研究的价值所在。

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