生物质能和生物燃料的潜力和风险

生物质是可再生能源源，它呈现出储存能量的优势。

我们可以预期，未来生物质能在能源生产中的作用会越来越大。生物质具有可再生能源的优点，而且可储存。在欧盟，2006年生物质能源达到了6100万吨油当量，与2004年相比增加了310万吨油当量。在世界范围内，生物质是可再生能源的主要来源，2006年达到1186亿吨油当量[1,66]。

燃烧产生的热量是生物质的主要能源使用，木材是欧洲主要的可再生能源。木材可以单独燃烧，也可以集体燃烧。它还可以用来产生蒸汽，发电以及热电联产。

厌氧甲烷发酵在垃圾中存在丰富的有机物产生沼气。至少部分产生的甲烷也可以通过好氧发酵在露天垃圾中回收。以这种方式产生的沼气的主要缺点是它含有大量污染物，特别是强腐蚀性的酸性化合物。因此，一般来说，沼气需要强化处理。沼气也可用作压缩气体燃料(NGV)。尽管这一应用面临着分配气体燃料的困难，但它提供了一个非常有趣的环境平衡。

的生产生物燃料当前表示的主要替代石油燃料在运输领域。生物燃料的生产增长非常迅速，对其对粮食供应的负面影响引发了强烈的争议。2006年，世界石油产量达到2440万桶，而2000年为1030万桶。

生物燃料的优势在于减少消费国对石油的依赖，同时改善二氧化碳平衡。雷竞技手机版app如前所述，生物质燃烧所排放的二氧化碳对于温室气体平衡而言是中性的，因为它可以被认为是在光合作用期间循环的。然而，我们必须考虑到在生物质的生产、运输和转化过程中产生的所有排放(生命周期分析)，这在某些情况下可能会显著减少，甚至完全抵消这一优势。

欧盟成员国已经设定了一个初步目标，即在2010年将至少5.75%的生物燃料纳入化石燃料(汽油和柴油)，到2020年将至少10%纳入化石燃料。在目前的背景下经济危机而关于生物燃料作用的争议，这些数字可能会被修改。

美国宣布了一项极其雄心勃勃的目标，即到2030年，交通运输部门将使用30%的生物燃料。

乙醇是目前世界上使用最广泛的生物燃料。它是由糖发酵产生的，从甘蔗和甜菜等植物中获得。从甘蔗中生产乙醇在巴西很普遍，这个国家已经相当发达地使用乙醇作为燃料。它也可以从玉米和小麦等谷物中提取的淀粉中产生。发酵步骤所需的糖是事先在酶的作用下从淀粉中获得的。从谷物，特别是玉米中生产乙醇，主要是在美国进行的，美国是第二大乙醇生产国。

乙醇可用于汽油机。然而，在欧洲，它被广泛用作ETBE(一种与异丁烯形成的化合物)，因此它可以更容易地混入汽油中。在未来，直接使用乙醇作为燃料很可能会随着弹性燃料发动机的使用而起飞，弹性燃料发动机已经在巴西、美国和瑞典广泛使用，并于2007年初在法国正式推出:弹性燃料汽车可以使用传统汽油，含有85%乙醇的E85燃料(超级乙醇)，或者在不同的服务站加满油后，两者以任何比例的混合燃料运行。

2006年，全球乙醇产量达到4000万吨，其中75%用于燃料，其中最大的份额集中在巴西和美国。它在能源方面的份额占生物燃料市场的80%以上(2006年为83%)。

在欧洲，从菜籽油或葵花籽油中提取的植物油甲酯(VOME)是目前使用最广泛的生物燃料，因为它可以加入柴油燃料中，欧盟对柴油的需求高于汽油。

高达5%的VOME可以加入柴油燃料，而不需要任何重大的发动机改装。更高的合并级别是可能的，但是引擎必须进行相应的修改。

相当于电流的30-40%的面积农业用地[68]，无论是在欧洲还是美国，如果生产要达到相当于燃料消耗10%的水平，就必须致力于生物燃料，这似乎既不可能也不可接受。

土地使用与粮食生产所需作物的竞争引发了很多关于生物燃料的争论。因此，从不能用于食品的原料中生产生物燃料是至关重要的。

由于它没有被加工成人类食物，木质纤维素生物质(木材，农业废弃物如谷物秸秆和油料植物，农业地区的快速轮作作物等)作为原料，将大大提高生物燃料生产的潜力。

为了从木质纤维素生物质中生产液体燃料，我们仍然需要开发“第二代”技术，这些技术尚未在工业上或经济上得到验证。主要有两种转换途径:

•正在开发的热化学途径包括在热的作用下将生物质转化为气态或液相。液体燃料可以通过气化再经过费托合成得到。BTL(生物质制液)过程类似于用于生产的GTL(气体制液)和CTL(煤制液)过程合成燃料从天然气或煤，在第七章中有描述。它提供了生产高质量液体燃料的优势，特别是柴油，可以直接用于当前的发动机。

在无氧气氛中，木质纤维素生物质的热解产生一种称为“生物油”的液相。该产品富含含氧化合物，使其与碳氢化合物不混溶。它可以通过气化转化为液体燃料。它通过氢化转化为燃料也是正在研究的研究途径之一。

•生物化学途径需要将木质纤维素生物质分解为三个组分:纤维素、半纤维素和木质素。葡萄糖可以在酶的作用下从纤维素中得到。然后葡萄糖经过发酵得到乙醇。目前研究的目的是提高这一转换过程的性能。研究工作还涉及半纤维素转化为其他糖，戊糖，戊糖随后通过发酵转化为乙醇的研究也在进行中。这种转化比纤维素馏分更困难，尚未达到工业阶段[67]。木质素被分离出来，可以作为燃料提供能量。目前，纤维素乙醇的生产仍然比从其他糖厂生产乙醇更昂贵。鉴于正在进行的广泛的研究和开发工作，我们可以预期生产将变得更具竞争力。

大规模开发生物燃料只有在符合可持续发展标准的情况下才能被接受。必须仔细分析与用于生物燃料的生物质的生产有关的风险

(与食物使用、水、肥料和农药的消耗竞争)。

如果我们把自己限制在目前的第一代工艺，当燃料的掺入率超过5-10%时，就会出现与粮食使用的竞争。因此，必须实施以木质纤维素生物质为基础的新工艺，以达到更高的渗透水平。

在这种情况下，必须注意确保生物量是在环境可接受的条件下生产的，特别是不会导致森林砍伐或不可逆转的土壤退化。

二氧化碳平衡的改善是一个关键的选择标准，必须通过对从生物质生产步骤到在发动机中使用生物燃料的生命周期进行完整的分析来评估。执行这种生命周期分析是绝对必要的，因为一些基于谷物的乙醇生产需要大量化石能源来转化生物质的过程，提供的好处很少，甚至为零。

相比之下，最近的木质纤维素生物质能转化目前正在探索的途径可以在整个生物燃料生产和利用周期内减少70-90%的全球二氧化碳排放。

还必须考虑使用含氮肥料所产生的二氧化碳以外的温室气体排放，特别是一氧化二氮(N2O)。

为了实现超过10%的高普及率，同时尊重可持续发展标准，在不影响粮食用生物质生产的情况下，必须开发基于木质纤维素生物质的新的生物燃料生产工艺。

无论执行哪个流程，都必须始终遵守这些标准。如果生物燃料要为解决能源和气候变化问题做出重大贡献，这是一个必不可少的条件。raybet雷竞技最新

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