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美国北达科他州斯皮里特伍德计划建造的生物质燃料炼制厂

一直以来，美国的乙醇燃料生产发展良好。数据显示，美国乙醇燃料的产量已经从1998年的14亿加仑上升到了2010年的130亿加仑以上。然而，乙醇作为一种燃料，无论从消费者还是生产者的角度来看都有几个缺点。对消费者来说，乙醇的能源密度低于传统燃料，如果用于交通工具，同样每加仑乙醇行驶的距离要低于使用传统燃料。而从生产者的角度来看，乙醇具有一定的腐蚀性，运输起来很不方便。于是，近年来，研究人员一致希望能够找到更理想的替代生物燃料。

全球技术论坛网站近日公布了一项调查结果，发现已有炼油厂引进了一种新的提炼技术，从而可以利用生物质作为原料，来生产新型的汽油和柴油作燃料。这种方法很有可能在未来几年内，成为乙醇等现有生物燃料的理想替代产品。

两个项目展开试点

目前在这一新型的生物燃料研究领域，有两个项目显露出不错的前景。分别是来自霍尼韦尔公司旗下的全资子公司UOP和Ensyn公司合作的、位于美国夏威夷的整合生物炼化（IBR）实验项目，以及由美国天然气技术研究所（GTI）牵头、CRI催化剂公司提供催化剂的IH2生物燃料炼化项目。

据了解，尽管上述两个项目还在试点阶段，但是这两种技术离商业化应用并不遥远。UOP公司副总裁兼公司可再生能源和化学品业务总经理吉姆·莱克斯基表示，该公司计划在今年第三季度开始，向客户出售该生产系统；而IH2项目也提出，将在2014年开始商业运作。

上述两个项目都将采用生物质作为生产燃料的原料，包括木质生物质和藻类生物质等，可以生产出新型的生物汽油和柴油两种产品。

两个项目的技术不同处主要在于，处理过程中对于氢的需求有所不同。其中，UOP公司研发的系统在生产生物燃料过程中，需要输入一定量的氢，以帮助将生产过程中的温室气体含量减少大约10个百分点。另外，UOP公司的处理过程中还会产生一定的燃气作为副产品，可以用于发电厂或是为其他炼化处理供热。相比之下，IH2项目则主要是使用甲烷蒸汽来改造处理过程中产生的轻瓦斯气。

另外，上述两种技术系统给其他公用事业带来的负担都很轻。UOP公司的系统需要使用一种酸水处理系统；而据GTI的能源转换业务常务董事范恩·布什介绍，IH2项目的处理过程中仅会产生蒸汽和少量的水，并且产生的废水可以由炼化厂的废水处理系统统一进行处理。布什还特别指出，采用了IH2项目所用的处理技术，生产过程中还会产生含有氮或硫的物质，“这可以用来做肥料，并且还有一定的碳，可以用作固体燃料或是土壤改良剂。”

UOP公司的项目试验显示，采用了该技术，每吨原料大约可以产出300加仑的生物燃料。莱克斯基对这一结果十分满意，他表示：“从我们的测试和实验来看，产量要远高于我们的预期，甚至已经接近理论的极限水平。”而IH2项目研究则发现，木质生物质通过IH2技术处理，往往能够生产出更多的生物汽油；而藻类原料则能生产出更多的生物柴油。“产量则大概在每吨原料产70加仑到157加仑的燃料之间。” 布什介绍称。

发展前景较为乐观

虽然目前，上述两项技术还没有真正实现商业化应用，但是两个项目的研究人员都对其发展前景表示乐观。一方面，研究人员表示，两项技术都可以有效降低生物燃料的生产成本。另一方面，上述两种技术实地操作起来也都比较灵活。

据了解，采用了IH2项目技术的生物燃料炼化厂可以选择安装两个带有常规蒸汽重整系统及变压吸附系统的组件作为主要生产单元。其中，后者在现有的传统炼化厂就可以获得，只要配备足够的备用氢储存装置即可，这样可以减少一定的投入成本。UOP公司则是寻求发展模块化式的技术，以尽量减少基础设施的建设成本。

据布什介绍，美国国家可再生能源实验室（NREL）经过分析发现，采用了IH2技术，木质生物质燃料的成本大约为每加仑1.6美元，如果燃料炼化厂不需要安装重整装置，那么成本还可以降到每加仑1.36美元左右。与此相比，美国能源部的目标是达到每加仑3美元。

有了这样具有竞争力的成本数字，上述两个项目公司对于生物燃料生产的前景都持乐观态度。“真正令我受到鼓舞的是，我们正在研究的技术可以在没有补贴的情况下，同样具有市场竞争力。因为这项技术在原料选择上十分灵活，它可以成为一个在全球进行推广的解决方案。我对它的发展前景持乐观态度。”布什说。

不过，上述两个项目也并非完全没有挑战。“生物质原料的能源密度很低，因此提炼燃料需要的原料数量大得惊人。如何运输这些原料是我们面临的最大挑战。这和运输石油产品不同，不能建造一条管道或是油轮，无法这样有效地运输。我们也正在和许多合作伙伴共同努力，寻找克服这些挑战的办法。”莱克斯基坦言。（李慧）