文档介绍：潜力燃料明日之星
近年来,随着能源问题受到越来越多的重视,生物燃料课题也被提上了各国能源界的议程。其中,生物丁醇被视为21世纪最有潜力的生物燃料。不过,大多数人所不知道的是,生物丁醇曾经有过辉煌的历史,如今的热潮可以说是它的一次潜力燃料明日之星
近年来,随着能源问题受到越来越多的重视,生物燃料课题也被提上了各国能源界的议程。其中,生物丁醇被视为21世纪最有潜力的生物燃料。不过,大多数人所不知道的是,生物丁醇曾经有过辉煌的历史,如今的热潮可以说是它的一次“复兴”。
昨日昙花东山再起
丁醇的分子中含有4个碳原子。它无色、有酒气味,不仅是化工行业中重要的原料中间体,也是一种性能优良的液体燃料。目前,丁醇可通过以石油为原料的化学合成和微生物发酵两种方法生产,通过后者获得的丁醇称为生物丁醇。
微生物发酵法制造丁醇的历史最早可追溯到第一次世界大战期间。当时所采用的微生物是产溶剂梭菌。产溶剂梭菌在生长过程中会产生乙醇、丙醇和丁醇,丁醇是其中最主要的一种,占到总量的60%~70%。采用微生物发酵工艺的丁醇产业曾一度是世界第二大的发酵工业。但从20世纪50年代开始,石油工业迅速崛起,石油化学合成法取而代之。在欧洲、北美洲等地逐步停产后,当时只有中国等少数国家仍保有这种工艺。
不料,进入21世纪后,国际石油价格节节攀升,石油的不可再生性成为共识,陆续有权威机构指出世界石油储备量不足以支撑人类进入下一世纪。在这种背景下,微生物发酵工业再次成为了“香饽饽”。诸多国家将越来越多的精力投入到生物燃料开发中,生物丁醇二度兴起。近几年,中国已有多家企业建成或恢复了微生物发酵制备丁醇的生产线。全部投产后,中国生物丁醇年产量将达到百万吨规模。
那么,在多种生物燃料中,科学家因何对生物丁醇青睐有加?
多种优势难以割舍
如今,很多人将生物丁醇称为继生物乙醇后的新一代液体燃料。实际上,在很多方面,生物丁醇相对于生物乙醇具有更大的优势。
首先,生物丁醇能以更高的比例掺入到汽油中供汽车发动机使用。目前,国内许多省市已在试点将乙醇添加到汽油中作为商用液体燃料,但其混入的比例限定在15%以内。而生物丁醇可以在不对汽车发动机进行改造的情况下,以更高的比例添加到汽油中使用。甚至有研究表明,汽车可以使用几乎100%浓度的生物丁醇作为燃料。为了验证其可行性,美国能源部在2005年曾进行了一项完全以生物丁醇作为汽车燃料的实验,实验汽车历时1个月,穿越了10个州,行程16000多千米。结果显示,1升生物丁醇完全可以替代1升汽油。
其次,生物丁醇所含的能量密度比生物乙醇更高,一些关键性能指标也优于生物乙醇。简单来说,前者比后者更“接近”于汽油。因此,采用生物丁醇作为液体燃料可以获得更高的燃油率,即同样的液体燃料用量可以让汽车行驶更远的距离。
再次,生物丁醇比生物乙醇更适用于现有的燃油供应和分销系统。生物丁醇与水的亲和能力差,难溶于水,腐蚀性小,所以可通过管道实现便捷运输。与之相比,必须使用汽车槽车、铁路储罐车或驳船运输的生物乙醇大为不便。
然而,即使有如此多的好处,由于成本等因素的制约,生物丁醇在短时间内依旧无法撼动汽油的统治地位。为了扫平生物丁醇“复兴之路”上的障碍,科学家为此作出