WPAC：木屑顆粒會成為木質纖維素生物燃料的首選原料？

　　科學家、工程師和發(fā)明家正在加緊研發(fā)先進的木質纖維素生物燃料。一些實例包括纖維素乙醇，生物柴油和合成天然氣。這可能會影響木屑顆粒行業(yè)。

　　木質纖維素生物燃料可以變得如此有價值，以至于它們的生產要消耗目前用作生產木屑顆粒原料的所有林業(yè)廢棄物？或者，除了用于供熱和發(fā)電之外，木屑顆?？梢猿蔀槟举|纖維素生物燃料的原料嗎？

　　第一代生物燃料如乙醇和生物柴油是由糧食作物制成的。乙醇通常由甘蔗、玉米或小麥制成。制造過程相當簡單。用甘蔗的情況下，碾磨甘蔗，將糖汁發(fā)酵，然后蒸餾成乙醇。從玉米和小麥制造乙醇稍微復雜一些。將玉米和小麥研磨成淀粉，然后加水蒸煮，然后糖化發(fā)酵并蒸餾成乙醇。生物柴油是另一種第一代生物燃料。在加拿大，生物柴油通常由卡諾拉油制成，一種糧食作物?？ㄖZ拉油通過稱為酯交換反應轉化為生物柴油。

　　第一代生物燃料存在嚴重的缺點：只有植物的一小部分用于制造燃料-即糖、淀粉或油-而其余部分被浪費。使用糧食作物來制造燃料是有爭議的；溫室氣體減排不足；沒有足夠的耕地來生產足夠數量的第一代生物燃料，不利于替代化石汽油和柴油消耗。這是促使第二代或先進生物燃料發(fā)展的原因。先進的生物燃料使用非食品原料生產。使用整個植物，而不僅僅是糖，淀粉和油。先進的生物燃料通常比第一代生物燃料更可持續(xù)，并產生更大的溫室氣體效益。

　　木質纖維素生物燃料是一種先進的生物燃料。木質纖維素生物燃料，顧名思義，由木質素、纖維素和半纖維素制成。所有植物含有木質素、纖維素和半纖維素。木質纖維素生物燃料的典型原料可能包括甘蔗渣、秸稈、玉米芯和玉米秸稈、草、人工林作物如柳樹和楊樹，以及伐木和鋸木廠生產的林業(yè)廢棄物。

　　將木質纖維素原料轉化為生物燃料是很好理解的。然而，影響轉化所需的工程過程仍在開發(fā)中，預計在2020年之前不會廣泛商業(yè)化。一般來說，木質纖維素生物燃料是使用生物化學或熱化學轉化方法制備的。生化轉化用于制造纖維素乙醇。這個過程比轉化淀粉和糖的第一代過程要困難得多。使用木質纖維素原料，植物細胞壁由復雜聚合物組成，復雜聚合物必須經歷第一階段酸解，然后固液分離，并且在發(fā)酵和蒸餾成乙醇之前進行第二階段的酸解。這種復雜性將使其超過第一代乙醇的生產成本。

　　熱化學過程包括熱解和氣化。熱解的主要產物是生物油，可以精煉成運輸燃料和其他化學品。問題是，生物油是酸性的，含水量高，不穩(wěn)定。處理這些挑戰(zhàn)和凈化生物油的工程流程仍在開發(fā)中。氣化的主要產物為合成氣，可精制成氨、甲醇、合成天然氣，其他化學物質，甚至噴氣燃料。通過氣化生產生物燃料的過程也在開發(fā)中。因此，在2030年之前，第二代生物燃料不太可能被廣泛部署。

　　木屑顆粒將是木質纖維素生物燃料非常需要的原料。與其他原料相比，木屑顆粒是同質的；它們的灰分、水分、氯和氮含量都很低。它們廣泛可用，易于運輸，并且存在可靠的木屑顆粒供應鏈。如果生物燃料開發(fā)商選擇使用林業(yè)廢棄物而不是木屑顆粒作為原料的話，那么將顯著增加成本，來進行已經通過木屑顆粒生產過程完成的大量必要的預處理。

　　然而，木質纖維素生物燃料最終將必須與第一代生物燃料以及化石燃料爭奪市場份額。雖然木質纖維素生物燃料有優(yōu)越的溫室氣體效應和可持續(xù)性認證，但仍然需要具有合理的成本競爭力?，F在顯然生產成本更高。這意味著要盡量減低原料成本帶來的巨大的壓力，所以用木屑顆?？赡芴F了。另一方面，生物燃料不可能與木屑顆粒競爭以獲得林業(yè)廢棄物。

　　目前，不像木質纖維素生物燃料行業(yè)（還不存在）那樣，木屑顆粒行業(yè)是有利可圖的。全球每年約消耗3000萬噸木屑顆粒用于供熱和發(fā)電。年消費量持續(xù)增長。在可預見的將來，似乎不太可能將木質纖維素生物燃料視為木屑顆粒的競爭對手。