英國(guó)航空廢棄物變?nèi)剂蠝p少碳排放

　　節(jié)能 到2015年年底，所有英國(guó)航空公司從倫敦城市機(jī)場(chǎng)起飛的航班都將以垃圾（紙、食物殘?jiān)?、花園修剪下的草和其他城市居民丟棄的有機(jī)碎屑）為燃料。

　　但在這些垃圾成為燃料之前，它們將在“倫敦綠色天空”被加工處理。這是一家位于倫敦東部的生物燃料工廠(chǎng)，目前正在建造中。每年，該工廠(chǎng)將接收約50萬(wàn)噸城市垃圾并將其中的有機(jī)成分轉(zhuǎn)化為6萬(wàn)噸噴氣燃料。

　　這種級(jí)別的產(chǎn)出很難在傳統(tǒng)煉油廠(chǎng)被注意到。在傳統(tǒng)煉油廠(chǎng)，原材料能在一周內(nèi)生成等量的產(chǎn)品。美國(guó)紐約市自然資源保護(hù)委員會(huì)可再生能源政策主管Nathanael Greene說(shuō)：“收集足夠的生物量運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)煉油廠(chǎng)幾乎是難以想象的事情。”作為第二代生物燃料工廠(chǎng)，“倫敦綠色天空”采用的材料可以是玉米秸稈、木屑、其他形式的農(nóng)業(yè)廢棄物及城市垃圾，但在數(shù)量上仍不夠?，F(xiàn)在的希望在于，工廠(chǎng)可以大幅度削減運(yùn)輸成本——將工廠(chǎng)遷至生物量富集的地方，而不是目前相反的做法。

　　支持者認(rèn)為，新催化技術(shù)和緊密的設(shè)計(jì)將使第二代生物燃料工廠(chǎng)不僅能保護(hù)生態(tài)環(huán)境，還能在沒(méi)有補(bǔ)貼的情況下仍有利可圖，并足以和石油燃料競(jìng)爭(zhēng)?，F(xiàn)在的問(wèn)題在于，這樣的設(shè)想能否變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。但至少一些客戶(hù)正在給工廠(chǎng)一次嘗試的機(jī)會(huì)；相關(guān)商業(yè)單元如雨后春筍般在芬蘭，美國(guó)密西西比州、阿拉斯加州等地涌現(xiàn)。

　　Greene表示，如果第二代工廠(chǎng)獲得成功，和其“前任”相比，它們將帶來(lái)一大至關(guān)重要的優(yōu)勢(shì)：以低碳的方式生產(chǎn)適合現(xiàn)有車(chē)輛的燃料。

　　有限的兼容性是限制第一代生物燃料工廠(chǎng)發(fā)展的一大主要問(wèn)題。第一代工廠(chǎng)利用發(fā)展了一千多年的技術(shù)生產(chǎn)啤酒、葡萄酒和烈性酒。這些機(jī)器磨碎諸如玉米、甘蔗等食物，加入水和酵母。這一過(guò)程能生產(chǎn)大量乙醇，而乙醇正是能與汽油混合的絕佳燃料。

　　但是，不斷增長(zhǎng)的人口和有限的耕地使得利用食物制造燃料的方法有很大局限性。因此，十多年來(lái)，生物燃料行業(yè)一直致力于研究更經(jīng)濟(jì)的方式，例如以玉米秸稈、木屑和其他被白白浪費(fèi)掉的副產(chǎn)品作為原料。這對(duì)發(fā)酵方法提出了挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@些材料包含牢固的長(zhǎng)鏈分子（例如纖維素、木質(zhì)素），酵母很難分解它們。在過(guò)去的5至10年間，利用酸和酶的預(yù)處理方法的進(jìn)步已經(jīng)從一定程度上克服了該難題，計(jì)劃生產(chǎn)纖維素乙醇的商業(yè)化工廠(chǎng)目前正在愛(ài)荷華州和堪薩斯州等地建造。

　　“混合墻”難題

　　然而，這些工廠(chǎng)目前還不能完全克服發(fā)酵方法上的最大難題：“混合墻”——指在未引起燃油管和發(fā)動(dòng)機(jī)腐蝕的情況下，可以和汽油混合的乙醇的最大數(shù)量。當(dāng)前模型的“混合墻”比例約為10%~15%——第一代發(fā)酵設(shè)備已經(jīng)生產(chǎn)出“綽綽有余”的乙醇滿(mǎn)足這一需求。事實(shí)上，美國(guó)一些過(guò)去10年間建立的乙醇精煉廠(chǎng)已經(jīng)處于閑置狀態(tài)，它們是干旱導(dǎo)致的價(jià)格飛漲及市場(chǎng)飽和的受害者。

　　近9年來(lái)，油價(jià)一直居高不下——約保持在每桶100美元，使得大批研究轉(zhuǎn)向熱化學(xué)領(lǐng)域。熱化學(xué)工廠(chǎng)能將生物量直接轉(zhuǎn)化為燃料。

　　最常見(jiàn)的熱化學(xué)方法是氣化，即加熱富含碳的物質(zhì)（諸如煤、木屑、城市垃圾）以生產(chǎn)合成氣（指一氧化碳和氫的混合物，尤指由低級(jí)煤生產(chǎn)的可燃性氣體）。在倫敦綠色天空工廠(chǎng)，Solena燃料公司（華盛頓市的一家可再生能源公司）建造的氣化爐裝置將完成這一步驟——用噴射的離子化的等離子體蒸發(fā)垃圾，并加熱至3500攝氏度。這些裝置比其他氣化方法能源消耗量要大。倫敦綠色天空工廠(chǎng)這樣做的原因在于，城市垃圾是多種多樣的，通過(guò)調(diào)節(jié)裝置的溫度，進(jìn)而使合成氣的成分保持一致。

　　該過(guò)程的第二步是將合成氣送至一個(gè)化學(xué)反應(yīng)堆（由俄亥俄州平原市Velocys公司建造），一致性在其中非常重要。在這一步，合成氣將經(jīng)歷費(fèi)托合成反應(yīng)——氫和一氧化碳熔合成長(zhǎng)鏈碳?xì)浠衔?。通過(guò)控制含鈷催化劑粉末的數(shù)量并將其置于一系列微通道旁，Velocys得以設(shè)計(jì)出異常緊湊的系統(tǒng)并能控制合成氣的流動(dòng)。

　　費(fèi)托合成單元也被設(shè)計(jì)得盡可能模塊化，這樣工廠(chǎng)能更便利地處理材料。Velocys公司業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理Neville Hargreaves說(shuō)：“獲取利潤(rùn)并不是在規(guī)模上投機(jī)取巧，而是需要改進(jìn)你的生產(chǎn)方式。”