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一个以太阳能为驱动的生产工序生产的燃料可以远超传统的生物质生产。
位于科罗拉多州路易斯维尔的新兴公司Sundrop Fuels表示,它已开发出一种把生物质转变成合成燃料的更清洁和更有效的方法,通过利用阳光的强大热量气化废弃的木材和作物。该公司声称,此生产工序每消耗1吨生物质所生产的汽油或柴油是传统生物质气化系统的两倍。
当干燥的生物质或其它以碳为基础的原料在蒸汽中被加热到700℃以上,气化过程就产生了。在这样的温度下,大多数生物质被转化成一种合成气体。这种“合成煤气”是由氢气和一氧化碳组成的,这是高价值燃料的化学结构单元,比如甲醇、乙醇和汽油。
但是,这个过程所需的热量通常来自于生物质气化的部分。科罗拉多大学博尔德分校的化学工程学教授艾伦·韦默(Alan Weimer)说:“你最终要燃烧30%~35%的生物质。”
几年前,韦默和他的研究小组开始关注使用集中的太阳能热量来推动气化过程的方法。这方法非常有效,促使韦默和克里斯·帕金斯(ChrisPerkins)——提出这个想法的研究生——紧接着创办了copernican能源公司,使这种方法商业化。2008年,Copernican能源公司被Sundrop燃料公司收购,其拥有的太阳能反应器技术目前是位于科罗拉多州的1.5兆瓦的太阳能气化示范设备的核心技术。
气化器系统包括通过熔炉的陶瓷管。该气化器安装在一个塔上,塔的周围环绕着一大片集中太阳能的镜子,它们能把阳光反射到熔炉上。由于生物质通过酷热的陶瓷管时会下落,它就被气化成合成煤气。
陶氏化学(DOW Chemical)的前工程师韦默说,该系统对于能处理的生物质类型是“不可知的”。他说:
“这就像一个在(1200~1300℃)高温下运作的大锤。”他解释到,传统的气化过程使用较低的温度,以尽量减少为整个过程提供能量的生物质的量。但是保持较低的温度又带来了另一个问题:低于1000℃的气化过程会留下焦油。韦默说:“假如你把焦油留在那,它会在你努力把产品改良成(液体)燃料的过程中消耗掉催化剂。”
温度越高,越有利于产生优质的合成煤气。传统的气化过程通常生产出合成煤气的混合物,里面氢气和一氧化碳各占一半。Sundrop燃料公司的生产工序实现了氢气与一氧化碳的比例达到2:1。
韦默说:“我可以告诉你,这一工序的经济性已引起非常广泛地关注,无需补助就有可能生产出不足2美元/加仑的汽油,我们相信这是一个真实的数字。”假如碳定价成为现实,那经济优势更明显,因为相对于传统的燃料生产,太阳能驱动的过程会减少温室气体的排放。“现在的关键是设计一个可扩展的太阳能反应器。”
萨斯喀彻温大学化学工程系副教授阿贾伊·达来(Ajay Dalai)说,用太阳能为气化过程提供能量有可取之处,但证明起来很棘手。“当你把热量转移到管道中时,你如何确保它非常彻底地分散地通过生物质?”他认为,控制热传导和温度水平将是关键。
Stmdrop燃料公司的首席执行官韦恩-西蒙斯(Wayne Simmons)并没有低估商业化这项技术将面临的挑战。他承认,例如,最大的生物质资源所在地并不是最大的太阳能资源所在地。但是,一些木本生物质确实存在于美国西南部,Sundrop燃料公司计划在那里建造其第一家商业化工厂。例如,新墨西哥州和亚利桑那州定期减少森林的规模。以降低发生森林火灾的危险。但是,为了获取更多的原料,Sundrop燃料公司也在考虑通过铁路运输能源作物,比如柳枝稷,范围包括最北面的堪萨斯州以及最东面的德克萨斯州。
Sundrop公司计划今年开始建造第一家商业化设施。公司计划把太阳能气化工厂和试验规模的生物精炼厂——每年可以生产多达800万加仑的运输用燃料——联结起来。他们的目标是,到2015年创建完全规模的生物提炼厂,每年的产量可以达到1亿加仑。
该公司已吸引了一些主要的投资者,包括风险投资公司Kleiner PerkinsCaufield&Byers。
位于科罗拉多州路易斯维尔的新兴公司Sundrop Fuels表示,它已开发出一种把生物质转变成合成燃料的更清洁和更有效的方法,通过利用阳光的强大热量气化废弃的木材和作物。该公司声称,此生产工序每消耗1吨生物质所生产的汽油或柴油是传统生物质气化系统的两倍。
当干燥的生物质或其它以碳为基础的原料在蒸汽中被加热到700℃以上,气化过程就产生了。在这样的温度下,大多数生物质被转化成一种合成气体。这种“合成煤气”是由氢气和一氧化碳组成的,这是高价值燃料的化学结构单元,比如甲醇、乙醇和汽油。
但是,这个过程所需的热量通常来自于生物质气化的部分。科罗拉多大学博尔德分校的化学工程学教授艾伦·韦默(Alan Weimer)说:“你最终要燃烧30%~35%的生物质。”
几年前,韦默和他的研究小组开始关注使用集中的太阳能热量来推动气化过程的方法。这方法非常有效,促使韦默和克里斯·帕金斯(ChrisPerkins)——提出这个想法的研究生——紧接着创办了copernican能源公司,使这种方法商业化。2008年,Copernican能源公司被Sundrop燃料公司收购,其拥有的太阳能反应器技术目前是位于科罗拉多州的1.5兆瓦的太阳能气化示范设备的核心技术。
气化器系统包括通过熔炉的陶瓷管。该气化器安装在一个塔上,塔的周围环绕着一大片集中太阳能的镜子,它们能把阳光反射到熔炉上。由于生物质通过酷热的陶瓷管时会下落,它就被气化成合成煤气。
陶氏化学(DOW Chemical)的前工程师韦默说,该系统对于能处理的生物质类型是“不可知的”。他说:
“这就像一个在(1200~1300℃)高温下运作的大锤。”他解释到,传统的气化过程使用较低的温度,以尽量减少为整个过程提供能量的生物质的量。但是保持较低的温度又带来了另一个问题:低于1000℃的气化过程会留下焦油。韦默说:“假如你把焦油留在那,它会在你努力把产品改良成(液体)燃料的过程中消耗掉催化剂。”
温度越高,越有利于产生优质的合成煤气。传统的气化过程通常生产出合成煤气的混合物,里面氢气和一氧化碳各占一半。Sundrop燃料公司的生产工序实现了氢气与一氧化碳的比例达到2:1。
韦默说:“我可以告诉你,这一工序的经济性已引起非常广泛地关注,无需补助就有可能生产出不足2美元/加仑的汽油,我们相信这是一个真实的数字。”假如碳定价成为现实,那经济优势更明显,因为相对于传统的燃料生产,太阳能驱动的过程会减少温室气体的排放。“现在的关键是设计一个可扩展的太阳能反应器。”
萨斯喀彻温大学化学工程系副教授阿贾伊·达来(Ajay Dalai)说,用太阳能为气化过程提供能量有可取之处,但证明起来很棘手。“当你把热量转移到管道中时,你如何确保它非常彻底地分散地通过生物质?”他认为,控制热传导和温度水平将是关键。
Stmdrop燃料公司的首席执行官韦恩-西蒙斯(Wayne Simmons)并没有低估商业化这项技术将面临的挑战。他承认,例如,最大的生物质资源所在地并不是最大的太阳能资源所在地。但是,一些木本生物质确实存在于美国西南部,Sundrop燃料公司计划在那里建造其第一家商业化工厂。例如,新墨西哥州和亚利桑那州定期减少森林的规模。以降低发生森林火灾的危险。但是,为了获取更多的原料,Sundrop燃料公司也在考虑通过铁路运输能源作物,比如柳枝稷,范围包括最北面的堪萨斯州以及最东面的德克萨斯州。
Sundrop公司计划今年开始建造第一家商业化设施。公司计划把太阳能气化工厂和试验规模的生物精炼厂——每年可以生产多达800万加仑的运输用燃料——联结起来。他们的目标是,到2015年创建完全规模的生物提炼厂,每年的产量可以达到1亿加仑。
该公司已吸引了一些主要的投资者,包括风险投资公司Kleiner PerkinsCaufield&Byers。