生物燃料的發展瓶頸盡管生物燃料已在世界各個領域得到應用,但目前還沒有成為國際能源的主力軍。主要原因是以下限制。原材料來源不穩定。由于多種原因,廚房廢油和木本油料作物作為原料來源不穩定。
全球每年產生大量廚房廢油,但由于來源分散,回收難度加大。據統計,原材料收集成本占生物燃料成本的70%-80%。然而,木本油料植物受季節影響,難以維持可持續供應。糧食原料存在著“人爭糧”、“人爭地”的問題。現有油料作物不符合生長周期短、含油量高的特點。
進口原材料受天氣、國際市場變化等因素影響。今年以來日益的全球糧食危機對國際生物燃料產生了直接影響。生產工藝不成熟。現有成熟工藝存在著燃料穩定性不夠或潤滑性差等缺點。
產品成本高。以生物航空燃料為例,其成本是石油航空煤油的數倍,在成本上沒有競爭優勢。雖然航空公司也會購買一定數量的生物航空燃料,但考慮到成本,購買量不會很大。此外,成品油的生產還將產生外部間接成本。
例如,為了監督廢油的去向,促進廢油的回收和利用,英國已迫使餐館安裝烹飪廢油回收系統;荷蘭廢油回收由資助,降低了生物航空燃料精煉企業的高回收成本;在日本,廢油由回收公司回收,并由購買。如果生物燃料要完全取代石油產品,不僅需要解決成本問題,還需要建立一個完整的生物燃料供應鏈。
2012年航空公司的累計碳排放量不得超過基線的97%,2013年不得超過基線的95%。在排放制度實施初期,航空公司可以免費獲得一定比例的免費排放配額,但免費配額逐年減少,非免費配額需要通過有償拍賣獲得。
微藻作為光合的光合生物之一,能提供大量非食物可再生生物質能,積累大量脂類,并能生產生物燃料。某些產油微藻的脂肪酸總量可達干重的50%~90%。更重要的是,微藻含有豐富的生物活性物質,可在制備生物燃料的同時進行值的綜合利用,相對降低微藻采油成本。
20世紀70年代,美國能源部為了發展可持續能源,對微藻進行了大規模的收集、篩選和鑒定,終獲得了300多種產油微藻,即脂類占細胞干重20%以上的微藻。其中,小球藻微球菌的脂比高達68%。據估計,藻類的年產油量可達到每公頃養殖面積15000至80000升。
為什么微囊藻有如此高的脂比?答案在于其特的碳封存能力。光合作用是自然界生物固碳的基礎。地球上每分鐘大約有300萬噸二氧化碳和110萬噸水可以通過光合作用轉化為200萬噸有機物,同時可以釋放210萬噸氧氣。
所屬分類:特殊/專業能源/燃料/節能燃料
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