英國公司讓玉米秸稈變?cè)偕茉?/p>

到2015年年底，所有英國航空公司從倫敦城市機(jī)場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，目前正在建造中。每年，該工廠將接收約50萬噸城市垃圾并將其中的有機(jī)成分轉(zhuǎn)化為6萬噸噴氣燃料。

這種級(jí)別的產(chǎn)出很難在傳統(tǒng)煉油廠被注意到。在傳統(tǒng)煉油廠，原材料能在一周內(nèi)生成等量的產(chǎn)品。美國紐約市自然資源保護(hù)委員會(huì)可再生能源政策主管NathanaelGreene說：“收集足夠的生物量運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)煉油廠幾乎是難以想象的事情?！弊鳛榈诙锶剂瞎S，“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，工廠可以大幅度削減運(yùn)輸成本——將工廠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不僅能保護(hù)生態(tài)環(huán)境，還能在沒有補(bǔ)貼的情況下仍有利可圖，并足以和石油燃料競爭?，F(xiàn)在的問題在于，這樣的設(shè)想能否變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。但至少一些客戶正在給工廠一次嘗試的機(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，如果第二代工廠獲得成功，和其“前任”相比，它們將帶來一大至關(guān)重要的優(yōu)勢(shì)：以低碳的方式生產(chǎn)適合現(xiàn)有車輛的燃料。

有限的兼容性是限制第一代生物燃料工廠發(fā)展的一大主要問題。第一代工廠利用發(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，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鏈分子(例如纖維素、木質(zhì)素)，酵母很難分解它們。在過去的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)化工廠目前正在愛荷華州和堪薩斯州等地建造。

“混合墻”難題

然而，這些工廠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”的乙醇滿足這一需求。事實(shí)上，美國一些過去10年間建立的乙醇精煉廠已經(jīng)處于閑置狀態(tài)，它們是干旱導(dǎo)致的價(jià)格飛漲及市場飽和的受害者。

近9年來，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)工廠能將生物量直接轉(zhuǎn)化為燃料。

最常見的熱化學(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，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。倫敦綠色天空工廠這樣做的原因在于，城市垃圾是多種多樣的，通過調(diào)節(jié)裝置的溫度，進(jìn)而使合成氣的成分保持一致。