對生物燃料的介紹及其優勢分析

簡介

對生物燃料的介紹及其優勢分析

生物燃料泛指由生物體組成或轉化的固體、液體或氣體燃料。它是可再生能源開發利用的重要方向,具有良好的可貯藏性和可運輸性,可提供可替代石油的液體燃料。狹義的生物燃料僅指液體生物燃料,主要包括燃料乙醇、生物柴油和航空生物燃料等。

20世紀70年代以來,受傳統能源價格、環保和全球氣候變化的影響,世界各國日益重視生物燃料的發展。尤其是巴西、美國、歐盟等積極發展生物燃料技術,目前,美國和巴西分別是世界第一、第二生物燃料生產國。我國20世紀末爲消化陳化糧和爲豐產的玉米尋找新出路開始推廣燃料乙醇。目前爲促進生物燃料行業的健康發展,我國研發的重點主要集中在以木薯、甜高粱等澱粉質或糖質非糧作物以及木質纖維素爲原料的生物液體燃料技術。

概況

生物燃料是指通過生物資源生產的燃料乙醇、生物柴油和航空生物燃料,可以替代由石油製取的汽油和柴油,是可再生能源開發利用的重要方向。受世界石油資源、價格、環保和全球氣候變化的影響,20世紀70年代以來,許多國家日益重視生物燃料的發展,並取得了顯著的成效。中國的生物燃料發展也取得了很大的成績,特別是以糧食爲原料的燃料乙醇生產,已初步形成規模。

美國科學家最新的研究成果顯示,作爲目前應用最廣泛的兩種生物燃料,生物柴油和乙醇燃料儘管比化石燃料更加優越,但不可能滿足社會的能源需求。研究人員發現,即使美國種植的所有玉米和大豆都用於生產生物能源,也只能分別滿足全社會汽油需求的12%和柴油需求的6%。而玉米和大豆首先要滿足糧食、飼料和其他經濟需求,不可能都用來生產生物燃料。生物燃料並非大有可爲,原因在於它的來源——農業是一個高度耗水的行業,每年農業消耗掉的水資源高達70%,而這一切都只是爲了節省不可再生能源——石油或煤炭的使用,卻沒考慮到生物能源在生產過程與運輸過程中消費掉的水資源、電能、石油等也是巨量的,生物能源的開發與利用可以說是人類拆東牆補西牆的'愚蠢行爲。[

優勢

多樣性

①:原料上的多樣性生物燃料可以利用作物秸稈、林業加工剩餘物、畜禽糞便、食品加工業的有機廢水廢渣、城市垃圾,還可利用低質土地種植各種各樣的能源植物。②:產品上的多樣性;能源產品有液態的生物乙醇和柴油,固態的原型和成型燃料,氣態的沼氣等多種能源產品。既可以替代石油、煤炭和天然氣,也可以供熱和發電。

物質性

可以像石油和煤炭那樣生產塑料、纖維等各種材料以及化工原料等物質性的產品,形成龐大的生物化工生產體系。這是其他可再生能源和新能源不可能做到的。

可循環性和環保性

生物燃料是在農林和城鄉有機廢棄物的無害化和資源化過程中生產出來的產品;生物燃料的全部生命物質均能進入地球的生物學循環,連釋放的二氧化碳也會重新被植物吸收而參與地球的循環,做到零排放。物質上的永續性、資源上的可循環性是一種現代的先進生產模式。

①:可循環性;生物質能的載體是有機物,所以這種能源是以實物的形式存在的,是唯一一種可儲存和可運輸的可再生能源。而且它分佈最廣,不受天氣和自然條件的限制,只要有生命的地方即有生物質存在。②:環保性;從化學的角度上看,生物質的組成是C-H化合物,它與常規的礦物燃料,如石油、煤等是同類。由於煤和石油都是生物質經過長期轉換而來的,所以生物質是礦物燃料的始祖,被喻爲即時利用的綠色煤炭。

對原油價格的抑制性

生物燃料將使“原油”生產國從目前的20個增加到200個,通過自主生產燃料,抑制進口石油價格,並減少進口石油花費,使更多的資金能用於改善人民生活,從根本上解決糧食危機。

帶動性

生物燃料可以拓展農業生產領域,帶動農村經濟發展,增加農民收入;還能促進製造業、建築業、汽車等行業發展。在中國等發展生物燃料,還可推進農業工業化和中小城鎮發展,縮小工農差別,具有重要的政治、經濟和社會意義。

使用情況目前使用生物燃料的時機如今已經成熟:

●最早從今年5月開始.聖路易斯市的乘客可以乘坐用柴油和豆油混合燃料驅動的公交汽車。

●由於去年的玉米產量很高,以玉米爲原料的乙醇生產行業,今年打算使乙醇產量達到創紀錄的水平。

●還有埃德加·萊特利創造的方法。石油一再漲價使這位賓夕法尼亞農民非常煩惱,他開始用一種非常搶手的新式爐子,燃燒玉米給自家供暖。

儘管用糧食作燃料不是新鮮事——魯道夫·狄塞耳一個世紀之前就以花生油爲燃料驅動汽車——但是這種想法突然之間變得非常實用。石油價格越來越高,而糧食價格卻非常低,以至於政治家們和衆多管理者正在重新考慮這個問題。能夠完全燃燒的、可再生的生物燃料在歐洲已經得到廣泛使用。它可以緩解美國的石油供應,並有助於使美國的農業經濟保持穩定,可是卻給美國的自然環境帶來不可逆轉的巨大變化,資源被過度開發與利用,短視的人類只考慮到自己及最近的一代,卻沒考慮過自己的重孫該如何生存。

生產難題

生物燃料的作物被生物質分解或者燒荒種地,導致需要數十年甚至數個世紀的生

物燃料才能補償所排放的碳。爲了生產生質燃料,許多土地被改爲農地,尤其是開發新的農地會破壞生態。生質燃料的大量使用也造成糧食價格上漲,並威脅貧窮人口的生存。

爲了製造及運輸生物質燃料會產生污染、二氧化碳排放及使用水資源、化肥。在地生產使用生質燃料可以減少這些問題,但是就算在地生產,生質燃料在環保上可能還是不值得,甚至有些研究顯示、一些已經量產的生質酒精在經濟上都是不值得──例如製造玉米酒精所需要的能量會超過玉米酒精能提供的能量。

用桐油樹可用於生產生質燃料,但有些人認爲還是要避免以下狀況:有些第三世界國家的農民,把原本用來生產糧食作物的土地,拿來種植能源作物;就算能源作物本身不可食、也可以在不食之地種植,但是還是有減少糧食生產的危險性。

採用廢棄食用油來生產生質柴油不會佔用食物來源,被認爲是目前真正值得推廣的生質燃料,但是廢油中含有許多無用物質,會增加生產問題。

發展前景生物燃料甚至沒有難聞的氣味。用戶報告說,以大豆作原料的生物柴油,燃燒以後排出的廢氣有點像炸薯條的味道。專家們說,即使糧食的價格回升,如果美國爲了遏制全球變暖而優先發展生物燃料,可能具有光明的前景,事實上,生物燃料的生產過程比任何一種行業的成本都更爲巨大,因爲大面積的種植同一種類的植物,會引發蟲害,而這又導致人類使用殺蟲劑,殺蟲劑進入水源,人類的水源被污染,等於慢性自殺,只是爲了能有便宜的汽油開車,這種舒適自由的現代生活不可能持續十年不變而不給人類生活帶來鉅變。

自從20世紀70年代人們開始使用汽油混合燃料以來,種植玉米的農民就一直敦促人們,更多地使用乙醇作汽油燃料。除了用作牲畜飼料和出口之外,生產生物燃料如今已成爲玉米的第三大用途,正因如此,農業種植的多樣性被標準化高產量所取代,這會直接導致物種的多樣性喪失。

乙醇生產行業去年用玉米爲原料,總共生產了16億加侖乙醇,而且生產規模還在擴大,這也意味着水資源的消耗越來越巨大。

生物燃料開發全球如火如荼

在傳統化石能源(煤、石油等)日益枯竭、人類面臨的環境污染日益加重的情況下,世界各國都在積極尋求發展可再生能源。生物能源,特別是生物燃料,因其可以利用廣闊的農產品下腳料作爲生產原料,而且可以直接替代車用燃油,因而引起汽車消費大國以及農業大國的廣泛興趣。巴西、美國、歐盟等,在發展生物能源領域走在了世界前列,提供了許多有價值的經驗。

燃料農業爲轉基因等高科技手段的大面積推廣提供了可能,並且可以爲重要性日益凸現的生物燃料提供充足的原料。與供給人畜食用的糧油、蔬菜和飼料植物相比較,發展燃料植物的優勢突出。一是沒有轉基因植物對人類健康的擔憂;二是除了要考慮對環保的影響外,可容忍較大的農藥殘留量;三是許多燃料植物具有耐貧瘠、耐乾旱的特點。

巴西是世界上最大的生物燃料(主要是甘蔗、乙醇)生產國,早在20世紀70年代就開始實施生物燃料計劃。巴西廉價的生物燃料原料,刺激了可再生能源生產,混合動力車銷量倍增。巴西國內消費和出口需求使生物燃料產量迅速增加,預計2010年的總產量將從2005年的180億升增至260億升。

美國是世界上第二大可再生燃料生產國,從20世紀80年代開始研發,到2004年產量已達129億升。2005年通過的新的能源法案,將重點放在發展可再生燃料,規定2012年美國可再生燃料的使用量將達到284億升,相當於目前的兩倍。

2003年歐盟委員會通過的兩項生物燃料指令推動了歐盟發展乙醇燃料和生物柴油生產。2004年歐盟生產了5.26億升乙醇和22億升生物柴油。指令要求到2010年車用燃料部分使用可再生燃料要達到5.75%。含有生物乙醇或生物柴油的燃料,可免徵燃油稅。

巴西打造生物能源大國

巴西可再生能源佔全國能源的比例高達44.7%,而全球平均僅爲13.3%。巴西的可再生能源主要是乙醇和水力發電,其中乙醇的比重日益提高。

據巴西礦產能源部公佈的資料,2005年甘蔗能源在全國所產2.186億噸石油當量能源中佔了13.9%。目前,生物能源已成爲巴西第三大能源。估計到2010年,正在建設中的100多個甘蔗乙醇蒸餾廠將有一半投產,屆時生物能源將超過水能和電能躍升爲巴西的第二大能源。