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生质燃料何时能出头天,木质素转换效率为关键

2024-12-23 210

虽然科学家一直想要研发出具成本效益又安全的生质燃料,但目前喷射机的燃料价格仅每加仑 2.50 美元,新型燃料仍很难与之竞争,不过美国劳伦斯伯克利国家实验室对此乐观看待,他们研究发现,若可提高木质素转换效率,生质燃料将会比化石燃料更具有竞争力。

全球航空燃料需求量高,粗估每日需要 500 万桶化石燃料,虽然不怎么环保与绿能,但航空业也不能贸然转向使用再生能源与生质燃料,伯克利实验室研究员 Corinne Scown 指出,由于飞机皆有重量限制,锂离子电池跟燃料电池都不适用,因此生质燃料将是个良好解决方案。

伯克利实验室的联合生物能源研究所(JBEI)也在生质燃料有所着墨,透过高比例糖类(碳水化合物)与些许木质素,打造全新绿色燃料,与此同时也有不同团队正在寻求有效分离糖类的方法,希望可透过细菌分解或是以生物转化将糖分子转换成燃料。

目前 JBEI 研发的生质燃料成本也已从一开始的每加 30 万美元下降到 16 元,而该技术的成本未来是否能与现在的化石燃料竞争,又何时能抵达商业化?

为了找出答案与提升信心,JBEI 已根据不同转换效率、生物质、化学品,以及相关的生产方式,整理所需技术与基础成本,最后模拟出 4 种不同燃料分子、5 种燃料生产方式。研究显示,假如未来厂商能成功将木质素转换成有用的化学物质,生质燃料成本都可以降至每加仑 2.5 美元。

若成功降至 2.5 美元,生质燃料就有机会跟化石燃料相竞争,再加上目前各国政府也对绿色技术与商品相对优待,未来成本更有望再下降。

只不过这前提是能突破木质素转换大难关,木质素为植物和藻类重要结构材料,由大量碳氢化合物链组成,主要让纤维素纤维紧密聚集使植物与树木更坚固,在树皮或是木材中由为常见,基本上树木约 25% 为木质素,若要将木质素转换成可用燃料分子,科学家得耗费大量能量与成本。

目前已有多家研究机构与大学着手研究木质素转换技术,除了伯克利实验室外,美国德拉瓦大学、英国约克大学等皆有投入实验,有些想是从蛀木生物的消化系统寻找方案,盼研发出人工“消化系统”以加速木材生质能进展,而未来各国团队是否能进一步提高转换效率,目前还需要持续突破与实验。

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(首图来源:Flickr/Stiller Beobachter CC BY 2.0)

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2019-03-22 20:31:00

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