生物量,其中包括有机材料来源于植物、农业废弃物,和湿废物,男人开始以来一直使用燃烧木材做饭或保暖和动物脂肪点灯。而化石燃料比今天的能源格局,生物质作为一种新兴清洁能源革命的关键球员。
生物燃料的电力能源密集型的车辆像飞机具有巨大的潜力。阿贡是领先的一个财团,致力于发展分离技术将生物质转化为低碳生物燃料的关键。图片来源:伤风/ Scharfsinn
生物质可以转化为低碳生物燃料,可以结合传统燃料或直接用来减少温室气体(GHG)排放导致全球变暖。
生物燃料提供了巨大的潜在的替代化石燃料。他们现在利用权力主要运输方式如飞机、船只和火车很难使触电而降低温室气体排放,甚至有可能在未来更多的生物燃料使用。
优化的复杂过程将生物质转化为生物燃料的利用这种潜力至关重要。
分离,使生物燃料生产至关重要
从其他组件分离有用的化合物,比如水,营养物质,微生物和其他有机物质参与生物质转换,对生物燃料的生产过程很重要。分离技术现在消耗了大量的能量。他们也是碳密集型和昂贵。分离可以占到70%的生物质处理的成本。
随着对生物燃料的需求增加,那么大规模的生产技术要求。我们的目标是让生物燃料市场更快速,也更有效。生物燃料可能比化石燃料更加昂贵。据美国能源部(DOE)生物能源技术办公室(名叫BETO),升级分色技术可能生物燃料的最低燃油价格降低50%或更多。
名叫BETO生物工艺分色财团于2016年创建的。该财团的目的是创建分离技术,都是有成本效益的和可伸缩的。该财团由美国能源部阿贡国家实验室。
美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室,洛斯阿拉莫斯国家实验室,国家可再生能源实验室,西北太平洋国家实验室,橡树岭国家实验室都是multilab合作的一部分。
该财团致力于识别和克服分离的挑战将生物质转化为燃料和化学品。团队从六个实验室进行协调的分离研究。由于联盟的工作,新的、高性能、低成本的分离技术将提供给生物燃料和bioproduct产业。
劳伦·华伦天奴、首席研究员和环境工程师,应用材料部门,阿贡国家实验室
华伦天奴解释说,“我们不仅专注于一种技术。在过去的三年里,我们的multilab协会的研究人员调查了12分离技术对不同的应用程序。我们追求新的和现有技术的组合来实现我们的目标。这些技术在不同级别的商业准备”。
分离是一个阶段一个多步过程将生物质转化为生物燃料。它可以导致物理过程,如排序固体与液体,或化学过程,如利用活性炭过滤器。
分离技术回收材料生产生物燃料。他们也去除杂质,会影响效率。新技术可以帮助减少废物的产生,降低对环境的影响分离过程。
劳伦·华伦天奴、首席研究员和环境工程师,应用材料部门,阿贡国家实验室
摘要分离发展进步现在可用
在过去的三年里,该财团一直从事项目聚焦于萃取,电化学,膜,吸附,和蒸发分离技术,利用独特的实验室能力和早期工作的基础上。
逆流色谱、Redox-Based电化学分离木质素分离和净化挥发性产品复苏,2,3-Butanediol分离的项目。
该财团最近延长三年,到2025年9月。
国家实验室是我们资源池、专长和知识。通过这些努力,我们可以解决复杂的挑战,否则很难单个机构的地址。通过合作,我们利用互补的技能和资源。我们也有风险。
劳伦·华伦天奴、首席研究员和环境工程师,应用材料部门,阿贡国家实验室
分离在生物工艺遇到一些技术障碍。这些问题反映了各种各样的生物品种,转换方法和最终产品。
该财团的主要重点是对航空生物燃料。航空是一个快速增长的排放源。这也是最困难的领域之一交通脱碳。
航空运输占温室气体排放量的7.5%在美国。主要航空公司已经承诺到2050年对零碳排放的目的。
虽然该财团的主要重点是生物燃料,调查人员也感兴趣的高价值bioproducts可以帮助降低生物燃料技术的成本。
这些进展将大大增加生物燃料的使用。2021年,生物燃料占大约6%的整体交通能源消耗在美国和全世界只有不到0.1%的航空燃料。
不像化石燃料,生物燃料是可再生。根据名叫BETO,美国有能力创造至少十亿干吨生物质每年没有负面影响环境。
”通过分离财团的工作和其他BETO-funded项目,使用生物燃料预计将在未来几年迅速增加,”华伦天奴总结道。
来源:https://www.anl.gov