生物燃料如何与石油燃料实现成本均等?研究人员给出了定义

生物燃料是替代当今我们使用的石油基汽油,柴油和喷气燃料的更广泛战略的重要组成部分。然而,迄今为止,生物燃料还没有达到与常规石油燃料相当的成本。

使生物燃料更具竞争力的一种策略是使植物自己完成一些工作。科学家们可以对植物进行改造,使其在生长过程中产生有价值的化合物或生物产品。然后,可以从植物中提取生物产品,并将剩余的植物材料转化为燃料。当在工厂本身生产时,生物产品可以帮助降低最终生物燃料的成本。

但是,该策略的重要组成部分尚不清楚,确切地说,植物需要生产多少特定的生物产品才能使该工艺在经济上可行?

现在,由美国能源部门的劳伦斯·伯克利国家实验室(Berkeley Lab)和能源部门的联合生物能源研究所(JBEI)(由伯克利实验室管理)的研究人员提供了该金额的第一个定义。他们的研究由Corinne Scown和Patrick Shih共同领导,最近发表在《美国国家科学院院刊》上。

研究人员首先收集了有关植物已经可以有效生产的一组经过充分研究的生物产品的信息,从香精和香料到可生物降解的塑料。制造有价值的生物产品将有助于抵消制造生物燃料的成本,并使整个过程更便宜。

JBEI和伯克利实验室能源技术领域的研究人员Scown说:“这是一个非常好的解决方案,能够设计一种植物来直接积累有价值的生物产品。”

然后,他们设计并模拟了在乙醇生物精炼厂的背景下,从植物材料中提取这些生物产物的过程。在这种情况下,将从植物中提取有价值的生物产品,而剩余的植物材料将转化为乙醇。

这帮助他们回答了两个重要问题:为了使提取过程有价值,该工厂需要生产多少生物产品,为了达到每加仑2.50美元的目标乙醇销售价格,必须制造多少生物产品。

令他们惊讶的是,他们的结果表明植物所需的制造量实际上是相当可行的。

例如,他们计算得出,当以生物质干重的0.6%累积时,诸如柠檬烯等化合物(用于香料和香精)将为生物精炼厂带来净经济利益。

换句话说,如果他们可以从一英亩土地上收获10吨干高粱生物质,那么他们仅需要从该生物质中回收约130磅柠檬烯。

“我们原料部门的研究人员对目标水平的适度感到惊讶,” Scown说。“我们需要在植物体内积累的水平可以抵消生物产品回收的成本并降低生物燃料的价格,这是可以实现的。”

他们的研究结果表明,这种降低生物燃料成本的策略是可行的-但科学家们不应将所有鸡蛋都放在一个篮子里,因为每种高价值产品的市场规模都是有限的。

他们的分析表明,只有五个商业规模的生物精炼厂可以支持整个预计的2025年柠檬烯市场需求。

斯旺德说,需要对农作物进行工程设计,以生产各种各样的产品,以确保行业多样化,并且不会因任何一种产品而淹没市场。

JBEI博士后研究员,该研究的主要作者杨敏亮说:“利用技术经济模型,这项研究为生物产品在改善生物炼油厂的经济方面的作用提供了新见解。”

Scown说,该论文的最大影响在于,它为实际实施这种节省成本的策略提供了第一个定量基础,为试图设计或培育自己创造生物产品并抵消成本的科学家提供了一个起点。结果是制造生物燃料。

JBEI植物生物系统设计总监Shih表示:“我认为这项研究只是展示工程化生物能源原料作物的未来潜力的第一步。” “我想我们的发现将有助于激发未来的努力,使生物燃料在经济上可行。”

给TA打赏
共{{data.count}}人
人已打赏
技术干货

花粉可以转变为聚合物凝胶?科学家们做到了!

2020-4-11 12:03:06

技术干货

混凝土减水剂种类有哪些呢?有何优缺点呢?

2020-4-11 13:49:40

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
购物车
优惠劵
搜索