2008年1月31日
华盛顿研究和咨询公司社交技术最近发布的一系列12内裤,阐明顶部区域技术创新到2025年。“生物燃料”,未来学家Mark Justman是第六个趋势系列。
“创新在生物燃料生产将增加全球的潜在转移一部分燃料供给远离传统的化石燃料资源,“Justman预测。“除了生物燃料被二氧化碳——中性燃料来源,创新将使生物燃料生产越来越多的成本竞争力与常规燃料来源。”
技术概述
生物燃料是液体燃料的化学转换创建植物和其他形式的生物量。在商业生产:目前,两个主要生物燃料乙醇(汽油替代通常由植物糖的发酵玉米、甘蔗、甜菜)和生物柴油(通过加工植物油生产的大豆、油菜籽、和棕榈树)。
”新技术扩大通过生物质原料的范围包括农业废物,木材废料、柳枝稷、和生物质木作物如柳树和杨树,“Justman解释道。”另一个technology-biomass gasification-gasifies任何形式的生物质来创建一个合成气体,可以提炼成液体燃料。这些新技术可以提高生产效率和扩大潜在的生物燃料生产资源基础。”
根据美国能源部的一项研究,美国的生物质资源有潜力取代2030年30%以上的石油燃料。
生物燃料创新驱动
- 国家security-Energy依赖正在关注国家安全的担忧,Justman说。“中国和印度等发展中经济体进入双边与能源生产商采购协议,帮助保证他们未来的燃料供应。在美国,关注对石油进口的依赖,尤其是来自政治上不稳定的地区,扩大对生物燃料的兴趣。”
- Environment-Biofuels被认为是碳中性的温室气体排放,吸引那些关心气候变化进步。
- Subsidies-Biofuel补贴在美国从每年55亿美元到73亿美元不等。欧盟国家都给予优惠税收待遇B5等使用生物燃料混合。每升柴油用于混合、税收储蓄的范围可以从欧盟0.47在德国欧盟0.40在意大利,欧盟0.33在法国,西班牙和英国和欧盟0.29。
挑战
生物燃料比传统燃料更昂贵,但成本可能会下降,因为技术创新提高生产效率。尽管如此,将会有其他生物燃料在未来面临的挑战,包括:
- Food-versus-fuel concerns-Current使用粮食作物如玉米作为生物燃料的原料是抬高价格几个农产品。这些成本是通过农业生产链转移到乳制品和肉类产业,依靠玉米粉为动物饲料。“玉米价格上涨也导致价格上涨在墨西哥等日用消费品tortillas-which导致涉及超过75000的街头示威抗议者,“Justman笔记。“在短期内,food-versus-fuel担忧可能产生负面的公众强烈反对,但长期来看,非食品生物燃料原料可能出现。”
- 能源回报invested-Biofuel生产目前是一个能源密集型的过程,和相对较低的能源回报玉米乙醇使生物燃料生产成本上升与整体能源costs-thus阻碍他们的能源供应做出了巨大贡献。“然而,研究人员正在积极寻求提高效率在生物燃料生产的每个阶段,包括越来越高效的生物质农作物,减少化肥输入,和寻找更有效的过程发酵和蒸馏生物燃料,“Justman解释道。
- 物流problems-Biomass农作物收获季节、笨重和越来越昂贵的运输。“物流挑战可以改善通过原料的多元化和通过创建高效的小规模加工设施,更接近充足的原料供应,”Justman建议。
影响
Justman说,虽然生物燃料扩张面临的挑战是真实的,长期来看,技术创新将帮助支持生物燃料生产的持续扩张。
“生物燃料的批评者常常推断今天的低效corn-to-ethanol未来生产实践中,在生物燃料快速扩张遇到有限的可用性的农田生物燃料的砖墙,”他解释说。”然而,这对生物燃料的未来的憧憬最小化的转型影响未来的技术创新将在生物燃料领域。”
Justman指出几个潜在的“改变局面”技术对生物燃料的未来:
- turbocharging-Ethanol乙醇比汽油更少的能量密度,降低车辆milesper加仑。然而,麻省理工学院的研究人员正在研究小型涡轮增压发动机,汽油,但有一个单独的燃油喷射系统上运行的乙醇。这种方法可以提高发动机效率,使燃料储蓄高达20 - 30%。
- 废物fuel-Existing生物质气化技术可以使用任何生物质原料,包括农业和林业废弃物。新技术如等离子电弧气化允许未分类的城市固体废物转化为电力和液体燃料。这种方法对农田生产生物燃料将没有影响,可以利用现有的garbage-hauling城市基础设施。
- 氢injection-Researchers普渡大学正在探索使用期间补充氢燃料气化三重生物燃料的产量。在传统的生物质气化,60 - 70%的碳含量在生物质转化为二氧化碳或公司而不是转化成燃料。通过添加补充氢在气化,所有的碳生物质可以转化为液体燃料。从理论上讲,这种方法可以三重生物燃料产量,减少三分之二的土地对生物燃料的需求。