生物汽油是由藻类等生物质产生的汽油。 与传统生产的汽油一样,每分子含有6个(己烷)和12个(十二烷)碳原子,可用于内燃机。 生物汽油在化学上不同于生物丁醇和生物乙醇,因为它们是醇类,而不是碳氢化合物。
诸如Diversified Energy Corporation等公司正在开发采用甘油三酸酯输入的方法,以及通过脱氧和重整(裂解,异构化,芳香化和产生环状分子)生产生物汽油的过程。 这种生物汽油旨在匹配其石油对应物的化学,动力学和燃烧特性,但具有更高的辛烷值。 其他人正在寻求基于加氢处理的类似方法。 最后,还有一些人专注于使用木质生物质通过酶促过程转化为生物汽油。
结构和性质
BG100或100%生物汽油可以立即用作任何传统汽油发动机中石油汽油的直接替代品,并且可以分布在相同的燃料基础设施中,因为这些特性与来自石油的传统汽油相匹配。 十二烷需要少量的辛烷值助推剂来匹配汽油。 乙醇燃料(E85)需要特殊的发动机并具有较低的燃烧能量和相应的燃料经济性。
但由于生物汽油的化学相似性,它也可以与普通汽油混合。 您可以将更高比例的生物汽油与汽油相比,而不必像乙醇那样改变车辆发动机。
与普通燃料的比较
汽油 | 能量密度 MJ / L | 空气燃料 比 | 比能量 MJ / kg的 | 蒸发热 MJ / kg的 | RON | MON |
---|---|---|---|---|---|---|
汽油 | 34.6 | 14.6 | 46.9 | 0.36 | 91-99 | 81-89 |
丁醇燃料 | 29.2 | 11.2 | 36.6 | 0.43 | 96 | 78 |
乙醇燃料 | 24.0 | 9 | 30.0 | 0.92 | 129 | 102 |
甲醇燃料 | 19.7 | 6.5 | 15.6 | 1.2 | 136 | 104 |
生产
iogasoline是通过将糖直接转化为汽油而产生的。 2010年3月下旬,世界上第一个生物汽油示范工厂在威斯康星州麦迪逊市由Virent能源系统公司启动.Virent在2001年发现并开发了一种称为水相重整(APR)的技术.APR包括许多工艺,包括重整产生氢气,醇的脱氢/羰基的氢化,脱氧反应,氢解和环化。 APR的输入是由植物材料产生的碳水化合物溶液,该产品是化学品和含氧烃的混合物。 从那里开始,材料经过进一步的传统化学处理,得到最终结果:他们声称的非氧化烃混合物具有成本效益。 这些碳氢化合物是石油燃料中的精确碳氢化合物,这就是为什么今天的汽车不需要改变以运行生物汽油。 唯一的区别在于原产地。 基于石油的燃料由油制成,并且生物汽油由诸如甜菜和甘蔗的植物或通常为植物废物的纤维素生物质制成。
柴油燃料由线性烃组成。 这些是长直碳原子链。 它们不同于构成汽油的较短的支链烃。 2014年,研究人员使用乙酰丙酸原料生产生物汽油。 乙酰丙酸衍生自纤维素材料,例如玉米秸秆,稻草或其他植物废物。 这种浪费不必发酵。 据报道,燃料制造过程价格低廉,产量超过60%。
研究
研究在学术和私营部门进行。
学术研究
弗吉尼亚理工学院和州立大学在过去的四年里一直在研究如何在当前的炼油厂生产稳定的生物汽油。他们研究的重点是生物油的保质期。 使用催化剂以从加工的植物糖中除去杂质。 研究人员将时间从三个月延长到一年多。
爱荷华州立大学的研究人员在他们的研究中使用了一种发酵方法。 它们首先形成气态混合物并将其热解。 热解的结果是生物油,其富含糖的部分被发酵和蒸馏以产生水和乙醇。 但是高醋酸盐部分然后被分离成生物汽油,水和生物质。
私人研究
Virent Energy Systems,Inc。位于威斯康星州麦迪逊市,与壳牌公司合作开发了一种技术,将植物糖从小麦秸秆,玉米秸秆和甘蔗浆转化为生物汽油。 通过使用催化剂将糖转化成类似于普通汽油中的烃。
经济可行性和未来
生物汽油经济可行性面临的主要问题之一是高昂的前期成本。 研究小组发现,目前的投资集团对生物汽油进展的步伐不耐烦。 此外,环保组织可能要求以保护野生动物,特别是鱼类的方式生产的生物汽油。 一个研究生物燃料经济可行性的研究小组发现,目前的生产技术和高生产成本将阻止一般公众获取生物汽油。 该集团确定生物汽油的价格需要约为每桶800美元,他们认为目前的生产成本不太可能。 阻碍生物汽油成功的另一个问题是缺乏税收减免。 政府正在为乙醇燃料提供税收减免,但尚未为生物汽油提供税收减免。 这使得生物汽油成为消费者不那么有吸引力的选择。 最后,生产生物汽油可能对农业产生巨大影响。 如果生物汽油成为一种严重的替代品,我们现有耕地的很大一部分将转化为仅用于生物汽油的作物种植。 这可以减少用于供人食用的农场的土地数量,并可能减少整体原料。 这将导致总体食品成本的增加。
尽管生物汽油的经济可行性可能存在一些问题,但荷兰皇家壳牌公司和位于威斯康星州麦迪逊市的生物科学公司Virent Energy Systems,Inc。之间的伙伴关系,以进一步研究生物汽油是生物汽油未来的一个令人鼓舞的迹象。 此外,许多国家正在制定政策,增加国内生物汽油的使用,以帮助抑制化石燃料的成本,并创造更多的能源独立性。 该伙伴关系目前的努力重点是改进技术并使其可用于大规模生产。