國外利用生物質(zhì)垃圾生產(chǎn)燃料的概況

錢伯章，朱建芳

(上海擎督信息科技公司，上海 200127)

國外利用生物質(zhì)垃圾生產(chǎn)燃料的概況

錢伯章，朱建芳

(上海擎督信息科技公司，上海 200127)

介紹了國外幾個典型公司利用生物質(zhì)垃圾生產(chǎn)燃料的情況。

生物質(zhì);垃圾;生物燃料

前言

目前，一些國家的生物燃料生產(chǎn)是以糧食為原料的，這成為目前促使全球糧價上漲的因素之一。經(jīng)濟合作與發(fā)展組織估計，到2017年，歐盟、美國和加拿大耕地的14%將用于種植生產(chǎn)生物燃料的植物，擠占糧食作物的種植面積，勢必進一步推高糧食價格。生物燃料由于其生產(chǎn)需要消耗大量糧食而倍受爭議。

新加坡和瑞士的科學家于2009年9月30日發(fā)布評論認為，將用于世界填地的垃圾轉化成生物燃料，可在很大程度上化解日益增長的能源危機和應對碳排放問題。新發(fā)布的研究指出，用處理過的廢棄物生產(chǎn)生物燃料來替代汽油，可望使全球碳排放減少80%。從作物來生產(chǎn)生物燃料已證明有悖于可持續(xù)發(fā)展，因為它們需要增加生產(chǎn)作物，這會造成很大的環(huán)境成本。然而，第二代生物燃料如來自處理過的城市廢棄物生產(chǎn)燃料乙醇，則可大大減少排放，并無環(huán)境問題之憂。研究還發(fā)現(xiàn)，世界上的埋地廢棄物可望生產(chǎn)829.3億升燃料乙醇，用得到的生物燃料來替代汽油，對于生產(chǎn)的每單位能源而言，全球碳排放可望減少29.2%～86.1%。

目前國外已有一些公司紛紛宣布可以直接將生活垃圾轉變?yōu)樯锶剂稀?/p>

1 通用汽車公司

通用汽車公司于2008年1月中旬宣布，計劃利用垃圾生產(chǎn)生物燃料，其成本將低于1美元/加侖。通用汽車公司與位于美國依利諾斯州的Coskata公司組建合作伙伴，Coskata公司已開發(fā)了利用任何可再生資源，包括廢舊輪胎和植物廢棄物制取乙醇的方法。這一工藝與從谷物生產(chǎn)乙醇相比有了很大改進，因為它使用的水和能量很少，并且無需將食品轉化為燃料。據(jù)稱，這一突破意味著生物燃料發(fā)展將具有生命力，更重要的是，可減少對石油的依賴。通用汽車公司將會擁有第一套商業(yè)規(guī)模裝置，到2011年將利用廢棄物生產(chǎn)5000萬～1億加侖乙醇。

2 FuLcrum生物能源公司

美國FuLcrum生物能源公司于2009年9月7日宣布，已采用常規(guī)的生活垃圾為原料，成功地驗證了可經(jīng)濟地生產(chǎn)乙醇的能力。這一里程碑式的驗證在Turning Point乙醇驗證裝置上實現(xiàn)。

該公司已于2009年7月開始在內(nèi)華達州建設Sierra生物燃料裝置，該裝置位于內(nèi)華達州Storey郡Tahoe-Reno工業(yè)中心的Reno東部10英里，該裝置計劃于2011年投入生產(chǎn)，將使9萬噸/年的生活垃圾轉化成1050萬加侖/年乙醇。當?shù)?6.5萬人每年平均會產(chǎn)生9萬噸生活垃圾。

FuLcrum生物能源公司已從其采用不同原料的其他乙醇業(yè)務獲益，生產(chǎn)的乙醇燃料價格可低達0.5美元（0.35歐元）/加侖，大大低于常規(guī)生產(chǎn)的乙醇燃料。

FuLcrum生物能源公司表示，其生活垃圾生產(chǎn)生物燃料工藝也可應用制取合成柴油、丁醇或用于發(fā)電，但從最高效益的角度考慮現(xiàn)在用于生產(chǎn)乙醇。

3 懷俄明州過程設計集團

美國懷俄明州過程設計集團已第一次進入商業(yè)化市場，該公司一套小型裝置已投入試生產(chǎn)，采用松木廢物制造車用燃料。該公司將于2008年底開始商業(yè)化銷售乙醇。

4 美國得克薩斯州A&M大學

美國得克薩斯州A&M大學于2008年8月21日宣布開發(fā)了利用廢物制取汽油的工藝，該工藝采用生物質(zhì)廢棄物料和非食用能源作物為原料，而不是谷物等食品。研究人員表示，在無政府補貼和稅收優(yōu)惠情況下，根據(jù)原料的類型和成本以及生物煉油廠的規(guī)模，其生產(chǎn)成本在1.70～2.00美元/加侖之間。

適用生物質(zhì)可包括垃圾、廢水處理裝置的生物固體、綠色廢物如修剪的草、食品廢物以及各種家禽的糞便。

5 英力士公司

英國英力士公司于2008年7月22日宣布，計劃在約兩年時間內(nèi)利用生活垃圾生產(chǎn)商業(yè)化數(shù)量的乙醇。英力士公司表示，已擁有可降解的固體廢物、農(nóng)業(yè)廢物和有機商業(yè)廢物生產(chǎn)燃料的專利方法。英力士公司己與美國位于阿克薩斯州、從事生物技術的生物工程資源公司（Bioengineering Resources Inc，BRI）簽署將該技術推向商業(yè)化的合同， BRI已開發(fā)這一工藝。BRI公司是美國開發(fā)燃料用生物質(zhì)技術眾多的公司之一，該公司已運轉小型驗證裝置，生產(chǎn)約15萬升/年的乙醇。英力士公司相信BRI公司的專利工藝過程現(xiàn)已可放大為商業(yè)規(guī)模裝置。在該工藝過程中，一噸干的廢物可轉化為約400升乙醇，乙醇可與傳統(tǒng)燃料調(diào)合或完全替代它。據(jù)稱，這第二代生物燃料工藝與常規(guī)汽油相比，可減少溫室氣體排放高達90%。

6 芬蘭St1公司

芬蘭從事能源的St1公司與獨立石油公司Marquard &BahLs于2008年8月宣布成立合資企業(yè)，將在歐洲利用廢棄物生產(chǎn)生物乙醇。

St1公司的EtanoLix技術采用廢物為原料，不會影響食品供應和價格。用廢物基生物乙醇替代化石燃料將可大大減少二氧化碳排放和符合廢物管理的挑戰(zhàn)。

7 Coskata公司

總部在美國依利諾斯州的Coskata公司也開發(fā)了有機廢棄物的等離子氣化過程，目標是用于生產(chǎn)乙醇?？晒┤氲奈锪习竦赜袡C廢棄物和生物質(zhì)，它們經(jīng)等離子氣化產(chǎn)生合成氣，再用微生物使之轉化成乙醇。

Coskata等離子氣化途徑具有許多潛在的優(yōu)點，通過避免直接使用酶和再加工生物質(zhì)而可節(jié)約成本。Coskata方法基本上將全部供入物料都用于氣化，所以產(chǎn)生的廢棄物極少，它可使用寬范圍的供入物料，同時用水極少。

采用微生物而不是化學催化方法將合成氣轉化為乙醇，也有助于降低成本。驗證生產(chǎn)乙醇的中型裝置成本為1美元/加侖。

8 ALphaKat公司和全球能源公司

德國ALphaKat公司和全球能源公司（GLobaL Energy）于2009年1月宣布，首次采用生活固體廢棄物（MSW，生活垃圾）為原料，應用該公司第一代商業(yè)化規(guī)模KDW-500廢物制柴油工藝成功試生產(chǎn)出柴油。該KDW-500廢物制柴油工藝設計以平均1.5噸/小時的MSW為原料，生產(chǎn)出145加侖（550升）高質(zhì)量的柴油燃料。

全球能源公司開發(fā)了用于分揀MSW的全自動化工藝，該工藝可產(chǎn)生完全一致的由MSW衍生的原料，其組成為80%生物質(zhì)（包括紙張和木屑）與20%塑料，使之成為碎屑并進行干燥以符合規(guī)格要求。

全球能源公司CEO Asi ShaLgi表示，初步試驗結果證明KDW技術可充分利用豐富且不斷增多的廢棄原料如MSW，并將進一步支持全球能源公司在歐洲、美國和中國的項目開發(fā)和戰(zhàn)略合作。

9 芬蘭ENERFISH工程

芬蘭一家研究中心與歐盟委員會協(xié)力合作，開發(fā)一項新的工程，將水產(chǎn)加工廠的廢料轉化成生物燃料。這項為期三年的工程被命名為ENERFISH，旨在促進綠色和可持續(xù)能源的發(fā)展，同時促進發(fā)展中國家的經(jīng)濟發(fā)展。

全球石化燃料的減少使可持續(xù)能源成為必需品，而利用水產(chǎn)廢料生產(chǎn)生物燃料是前景光明的產(chǎn)業(yè)。ENERFISH工程是在芬蘭科學院技術研究中心的協(xié)調(diào)下，同越南一家鯰魚加工廠共同努力，尋找利用該工廠水產(chǎn)廢料生產(chǎn)生物燃料的最佳方式，開發(fā)時間為2008—2011年。

東南亞和中國是世界上最大的養(yǎng)殖魚生產(chǎn)地區(qū)，利用包括最新式的冷凍技術在內(nèi)的先進技術，能夠為這兩個地區(qū)帶來更多的利益。冷卻和冷凍系統(tǒng)將建在越南南部的一家水產(chǎn)加工廠，新設備一旦運行，將為該工廠節(jié)約20%的能源。

10 Enerkem公司

熱化學（氣化和催化合成）開發(fā)商Enerkem公司于2009年3月宣布，將在美國密西西比州Pontotoc從生物質(zhì)和廢棄物生產(chǎn)合成燃料，建設和運作第二代生物燃料生產(chǎn)裝置。密西西比Three Rivers固體廢棄物管理局將為該裝置供應約18.9萬噸/年未分揀的MSW用作原料。

預計采用由該地區(qū)林業(yè)和農(nóng)業(yè)作業(yè)的木質(zhì)殘余物以及城市生物質(zhì)如生活固體廢棄物、建筑垃圾與廢棄木料組成的混合原料，可生產(chǎn)2000萬加侖/年的新一代乙醇。

11 美國廢棄物管理公司

美國廢棄物管理公司（WM）與北美最大的煉油商瓦萊羅（VaLero）能源公司進行合作，瓦萊羅能源公司也于2009年4月投資Terrabon公司，推進其廢棄物制燃料轉化技術的應用發(fā)展。

廢棄物管理公司將支持Terrabon公司，向其提供有機廢棄物，Terrabon公司將采用其MixALco技術，利用有機廢棄物生產(chǎn)高辛烷值汽油。MixALco技術為酸發(fā)酵工藝，可將生物質(zhì)轉化成有機鹽類。

得到的生物原油（bio-crude）可用卡車、鐵路槽車或管道運送至瓦萊羅公司煉油廠，再轉化成高辛烷值汽油，這種高辛烷值汽油可直接與煉制商的大批量燃料相調(diào)合，避免了生產(chǎn)乙醇帶來的調(diào)合和后備設施所造成的諸多麻煩。

Terrabon公司已在美國得克薩斯州Bryan，該公司先進的生物燃料研究設施利用甜高梁生物質(zhì)成功地生產(chǎn)出了汽油。

Utilize Biomass Garbage to Produce Fuels Abroad

QIAN Bo-zhang, ZHU Jian-fang

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1006-5377（2011）04-0067-03