尋求生物燃料與經(jīng)濟的平衡發(fā)展

1、尋求生物燃料與經(jīng)濟的平衡發(fā)展    石油工業(yè)的發(fā)展前景取決于如何解決以下兩個問題：目前植物的光合作用如何補充由史前光合作用提供的能源；煉油廠和管道運輸商的后勤設(shè)備又將如何應(yīng)對？由于擴大能源供應(yīng)和應(yīng)對氣候變化的呼聲日趨高漲，這一觀點獲得了廣泛支持。全球工業(yè)正在尋求平衡發(fā)展化學工業(yè)和經(jīng)濟。食物與燃料目前，美國生產(chǎn)生物燃料的原料主要是玉米和大豆，巴西主要用蔗糖生產(chǎn)生物燃料，歐洲則主要用亞麻籽或者油菜籽。利用糧食作物生產(chǎn)生物燃料已經(jīng)引發(fā)了關(guān)于將谷物由食物和食品供應(yīng)鏈推向生物燃料的倫理學問題。雪佛龍科技創(chuàng)投公司是使用非糧植物生產(chǎn)交通燃料的先鋒企業(yè)。海藻不僅可作為煉

2、油和加工的原料，而且具有商業(yè)開發(fā)潛力。研究人員在位于得克薩斯州的Galveston海灣生物柴油工廠建成并投用了冷卻塔。雪佛龍科技創(chuàng)投公司是該廠的投資商之一。Zalesky表示趨向于從海藻中提取生物油，然后放入煉油裝置制成生物燃料?；始液商m殼牌公司執(zhí)行總裁Rob Routs表示，使用廢植物材料替代糧食可以防止因使用糧食生產(chǎn)燃料帶來的政治壓力和公眾非議。殼牌公司正在與加拿大的路堅公司合作研究利用纖維素制備乙醇的工藝技術(shù)。此外，殼牌公司在德國的一家生物質(zhì)液化工廠擁有少數(shù)股份。該工廠由德國科林工業(yè)公司控制，采用殼牌公司的中間餾分油合成技術(shù)(SMDS)，將木材轉(zhuǎn)變成為合成氣和柴油發(fā)動機使用的燃料。SMD

3、S是殼牌公司開發(fā)用于天然氣液化生產(chǎn)的技術(shù)，主要包括造氣、F-T合成、中間產(chǎn)品轉(zhuǎn)化和產(chǎn)品分離四個部分。美國康菲石油公司和泰森食品公司正在利用一項熱解聚專利技術(shù)，將動物脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)樯锊裼汀＿@兩家公司成立了合資公司，將動物脂肪與碳烴原料一起加工生產(chǎn)出超低硫含量的柴油?？捣剖凸疚挥趷蹱柼mCork的Whitegate煉油廠從2006年開始使用大豆油生產(chǎn)可再生柴油。萊森特咨詢公司堅信液體生物燃料工業(yè)的基本特征到2020年將會發(fā)生根本性變化。該公司進行了一項全球多客戶研究：替代石油的液體生物燃料。在研究報告中，該公司預測傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)、淀粉糖基質(zhì)和酶轉(zhuǎn)換將演變?yōu)榛蚋牧嫁r(nóng)作物、生物質(zhì)基質(zhì)和包含熱化學、催化和

4、酶轉(zhuǎn)換在內(nèi)的綜合體。Cascone認為用谷物和蔗糖制備乙醇盡管可以生產(chǎn)高辛烷值的汽油混合物，但從長遠看只能是一種過渡。這主要是因為谷物基乙醇在進入燃料配送系統(tǒng)過程中存在操作困難。盡管使用醇類化學品作為燃料比碳烴更具環(huán)境、政治和社會效益，但人們必須在目前的低毒但存在潛在的供應(yīng)限制的可再生生物燃料與其他非生物降解或者毒性較高但其他方面具有優(yōu)勢的燃料之間進行平衡。下一階段開發(fā)重點可能是通過生物質(zhì)水解制葡萄糖然后發(fā)酵生成乙醇。在生物燃料生產(chǎn)領(lǐng)域，一體化熱化學平臺在生產(chǎn)生物汽油和生物柴油方面將發(fā)揮重要作用。在開發(fā)生物基乙醇的同時還應(yīng)當對其他形式的生物燃料開展研究。事實上，乙醇需要脫水才能加入碳烴汽油組分

5、中。生物乙醇的經(jīng)濟性在近5年中，美國玉米乙醇生產(chǎn)能力幾乎增長了3倍，生物柴油的生產(chǎn)規(guī)模盡管比玉米乙醇小得多，但其生產(chǎn)能力也增長了9倍多。在美國聯(lián)邦政府支持可再生能源行動中，乙醇生產(chǎn)獲得了51美分/加侖的稅額扣除許可，而生物柴油獲得了1美元/加侖的稅額扣除許可。玉米乙醇的稅收優(yōu)惠到2010年到期，生物柴油的稅收優(yōu)惠到2008年為止。Zalesky表示未來的生物燃料生產(chǎn)不管有沒有補貼都必須是規(guī)模經(jīng)濟的。生物乙醇還享有54美分/加侖進口關(guān)稅的優(yōu)惠，這遭到了康菲公司總裁Jim Mulva的反對。他認為這對從巴西等國進口的低成本和低碳密集度的乙醇不利，應(yīng)當廢除。2005美國能源政策法案確立了可再生能源燃

6、料標準。美國能源部能源信息署預計到2012年美國可再生燃料的產(chǎn)量將達到75億加侖，而市場分析家認為這一目標將會被輕松超越。布什總統(tǒng)已經(jīng)呼吁進一步提高可再生能源標準，到2017年美國可能需要350億加侖的可再生能源。美國石化煉制者協(xié)會執(zhí)行副總裁Charles T. Drevna對過多補貼可再生能源生產(chǎn)提出警告，認為自由市場應(yīng)當設(shè)立燃料規(guī)格。Drevna說，包括谷物乙醇和纖維素乙醇在內(nèi)的生物燃料的經(jīng)濟性都應(yīng)當與石油產(chǎn)品相當甚至更好。賽門國際公司的分析師Pearce Hammond預測到2015年美國乙醇生產(chǎn)將達到150億加侖，生物柴油達到20億加侖。按體積計算，屆時乙醇將占汽油供應(yīng)的10%?，F(xiàn)有的

7、生物乙醇燃料都是由農(nóng)產(chǎn)品或者其廢棄物制備的。大部分生物乙醇是通過葡萄糖發(fā)酵、蒸餾和干燥之后制得。甘蔗汁可直接發(fā)酵制成乙醇。玉米的葡萄糖含量低，但碳纖維含量高，首先必須轉(zhuǎn)變?yōu)榭砂l(fā)酵的葡萄糖，然后再發(fā)酵成乙醇。研究人員正在開發(fā)將纖維素轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟堑母行У姆椒?。馬拉松石油公司和安德森公司按5050的出資比例在美國俄亥俄州Greenville建設(shè)一座谷物基乙醇生產(chǎn)廠，生產(chǎn)能力為11000萬加侖/年。Beali認為生產(chǎn)乙醇對于馬拉松石油公司極為重要，通過在汽油中摻混生物乙醇可以吸引更多的消費者，從而促進汽油的銷售。Greenville乙醇廠距離馬拉松石油公司在Columbus、Cincinnati和I

8、ndianapolis的終端設(shè)施都不到100英里，并且可以很方便地進入肯塔基州的Lousiville市場。生物丁醇的潛力許多化學家將生物丁醇視為生物燃料的潛在競爭對手。這主要是因為生物丁醇比乙醇更易整合到煉油和汽油分銷的基礎(chǔ)設(shè)施之中。與乙醇不同，生物丁醇在水中的溶解度很小，蒸氣壓很低。生物丁醇在汽油混合物中的雷特蒸氣壓很低，而且生產(chǎn)乙醇的原料同樣可以生產(chǎn)生物丁醇。可以生產(chǎn)生物丁醇的原料包括：甘蔗、甜菜和玉米等。目前，丁醇通常用做工業(yè)溶劑。未來，用來生產(chǎn)生物丁醇的原料可能涉及纖維素材料：草、稻草、榨汁后的甘蔗渣、玉米秸稈等。生物丁醇生產(chǎn)的經(jīng)濟性還沒有確定。按照正確的操作方法，可以在煉油廠和分銷設(shè)

9、施中將生物丁醇和汽油摻混成混合物。萊森特公司正在研究將乙醇生產(chǎn)廠轉(zhuǎn)變?yōu)槎〈忌a(chǎn)廠的可行性以及具體工藝。這就需要在生產(chǎn)乙醇、丁醇和汽油之間進行平衡，并且保持生產(chǎn)的連續(xù)性。丁醇的毒性比乙醇大得多，但丁醇具有與汽油相近的能量密度。而乙醇的能量密度僅有普通汽油的70%。生物丁醇已經(jīng)在美國、英國、加拿大進行商業(yè)化生產(chǎn)。但實際上由于以天然氣為原料生產(chǎn)丁醇更具商業(yè)性，因此這些生物丁醇生產(chǎn)廠已經(jīng)關(guān)閉。BP公司和杜邦公司聯(lián)合英國聯(lián)合食品集團的子公司英國糖業(yè)將一座乙醇發(fā)酵工廠改造生產(chǎn)生物丁醇。為了開發(fā)生物丁醇市場，BP公司和杜邦公司將從中國進口少量的生物丁醇。首批進口生物丁醇預計將于年底到達，然后用于基礎(chǔ)設(shè)施和高

10、級汽車的應(yīng)用測試。初始階段的實驗室發(fā)動機測試采用普通丁醇，結(jié)果表明丁醇的燃料特性與無鉛汽油相類似。這兩家公司決定在位于英國Wissingtong的生產(chǎn)廠采用甜菜作為原料生產(chǎn)生物丁醇。BP-杜邦合資公司正在尋找一種經(jīng)過基因改良后的微生物或者超級細菌作為催化劑提高生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率。 生物丁醇生產(chǎn)廠將建在英國Saltend演示廠附近，以促進開發(fā)工作。該廠在第一階段將生產(chǎn)生物乙醇。然后根據(jù)技術(shù)開發(fā)的進程，將該廠轉(zhuǎn)產(chǎn)生物丁醇。該廠預計于2009年底投產(chǎn)，以小麥為原料，生產(chǎn)能力為42000萬升/年。生物柴油的運輸生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油，通過

11、酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。在美國，以大豆作為原料生產(chǎn)生物柴油；在歐洲，采用油菜籽為原料生產(chǎn)生物柴油。生物柴油是在催化劑條件下通過與醇類如甲醇進行酯交換而制成的。生物柴油可以與化石柴油以不同的濃度進行混合。實際上，生物柴油的處理工藝與化石柴油基本相同，但由于在管道運輸中會產(chǎn)生沉淀和聚集，因此主要通過油罐車進行運輸。在談及生物柴油時，Beali表示馬拉松石油公司只摻混大豆基生物柴油。這主要是因為馬拉松石油公司還不適應(yīng)其他原料生產(chǎn)的生物柴油。生物丁醇中含有甘油，可能會堵塞發(fā)動機和過濾器，而且在冬天會更嚴重。馬拉松石油公司不愿意冒險，對使用生物柴油極為謹慎。最近馬拉松石油公司在其

12、位于美國伊力諾斯州Robinson和Champaign銷售終端進行了生物柴油混合工程。該公司向市場推出了兩個牌號的大豆基生物柴油產(chǎn)品，分別是B2(含2%的生物柴油)和B11(含11%的生物柴油)。該公司于2005年7月開始在其位于明尼蘇達州PaulPark的銷售終端銷售這兩個牌號的生物柴油產(chǎn)品，并于2007年2月在其位于肯塔基州Louisville的銷售終端提供生物柴油產(chǎn)品。生物柴油生產(chǎn)商正在將生物柴油生產(chǎn)廠整合到現(xiàn)有的化石柴油生產(chǎn)體系中，從而擴大生物柴油的銷售和應(yīng)用。美國綠色地球燃料公司在得克薩斯州建設(shè)了一座生物柴油生產(chǎn)廠。該廠在休斯敦航道上的液體燃料銷售終端附近，于去年7月建成投產(chǎn)，生產(chǎn)能

13、力為4300萬加侖/年，9月建成生產(chǎn)能力相同的第二條生產(chǎn)線。該公司法律和政府事務(wù)部副總裁Jeffrey Trucksess表示在銷售終端附近建設(shè)生物柴油生產(chǎn)廠有助于產(chǎn)品銷售和降低運輸成本。與綠色地球燃料公司相呼應(yīng)，管道運營商金德摩根能源有限合伙公司正在Galena Park銷售終端建設(shè)生物柴油罐。該公司計劃投資1億美元用來擴大休斯敦、新奧爾良、紐約等地的生物柴油銷售終端。該公司管道運輸部副總裁James Holland指出生物柴油對于終端運營商來說是一個機遇。金德摩根能源有限合伙公司正緊抓這次難得的發(fā)展機遇，將大豆基的B100生物柴油和棕櫚油基的B100生物柴油分別與普通柴油混合然后再賣給消費

14、者。2007年三季度，該公司在其從路易斯安那州Baton Rouge到北卡羅來納州Gree的Plantation管道進行了生物柴油運輸試驗。2006年柯羅尼阿管道公司在其管道系統(tǒng)內(nèi)測試了生物柴油的運輸性能，結(jié)果表明生物柴油可以在管道中運輸。但測試結(jié)果還表明有可能會污染運輸系統(tǒng)。因此迄今為止，市場上還沒有通過管道運輸生物柴油。為了消除這一隱憂，柯羅尼阿管道公司正在與可再生燃料企業(yè)合作，確保生物柴油的質(zhì)量，使得生物柴油能夠與普通柴油通過同一管道系統(tǒng)運輸。該公司在生物柴油測試中發(fā)現(xiàn)生成了在噴氣燃料中不允許出現(xiàn)的化合物。但該公司并沒有具體說明生成了何種化合物。工業(yè)分析家認為生物柴油基本上是一種類似潤滑劑的形態(tài)，與噴氣燃料不相容?？铝_尼阿管道公司的蒸餾產(chǎn)品管道和柴油燃料管道將用來運輸生物柴油。其他管道將用于汽油運輸。Holland表示金德摩根能源有限合伙公司將從運輸普通柴油管道中分出管道用來運輸噴氣燃油。他沒有預測該公司會不會遇到生物柴油與噴氣燃油相容性的問題。在運輸生物柴油產(chǎn)品時還會遇到其他問題。例如，許多客戶的需求不一樣，有的想要大豆基的生物柴油，有的想要棕櫚油基的生物柴油。而生物柴油生產(chǎn)商也表