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生物甲醇作為潛在可再生能源

隨著汽車保有量的不斷增加，人們對能源的需求在急劇增長。目前，主要的能量來源有化石能源、可再生能源和核能源3種。其中，化石能源主要包括煤、石油和天然氣等不可再生資源，這些資源在不久的未來將逐漸枯竭。可再生能源包括太陽能、風(fēng)能、氫能和生物柴油等。核能則主要來源于原子的聚變和裂變反應(yīng)。由于化石能源除了逐漸枯竭以外，其燃燒所排放的碳氧化物會引發(fā)全球變暖等環(huán)境問題，而對核能利用的技術(shù)還沒有完全成熟，使得低排放的可再生能源引起了人們的關(guān)注。此外，人類活動產(chǎn)生的生活垃圾同樣會引起環(huán)境的惡化。因此，如何利用這些生活垃圾生產(chǎn)可再生能源成為了人們重點關(guān)注的問題。本文對利用生活垃圾如何實現(xiàn)可再生能源即生物甲醇的大規(guī)模生產(chǎn)進(jìn)行概述。

甲醇辛烷值比汽油高，燃燒速度和火焰?zhèn)鞑ニ俣缺绕涂?。由于甲醇本身為含氧燃料，使其未燃燒的碳?xì)?、碳氧化合物排放較低，燃燒效率和熱效率均較高?；どa(chǎn)甲醇的過程需要大量的木材并產(chǎn)生大量的CO2，因而是不可取的。而通過利用“生物量”生產(chǎn)甲醇即生物甲醇，可以避免出現(xiàn)上述問題。“生物量”是指可用作燃料的材料，包括木屑、農(nóng)業(yè)殘渣和生活垃圾等。通過農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)和城市固體垃圾這6個方面，詳細(xì)闡述了進(jìn)行生物甲醇生產(chǎn)的可能性及其存在的問題與相應(yīng)解決方法。其中，生產(chǎn)過程大致包括熱分解、氣化和冷卻液化這3個步驟，根據(jù)原料不同而略有差別。對生產(chǎn)過程分析發(fā)現(xiàn)，不同反應(yīng)的參數(shù)對生物甲醇產(chǎn)量具有較大影響，如溫度、升溫速率、反應(yīng)顆粒物尺寸、轉(zhuǎn)換過程類型、滯留時間等。此外，根據(jù)“生物質(zhì)”的類型使用特定催化劑可以獲得較高的效率。雖然能以較高的效率在實驗室規(guī)模時進(jìn)行生物甲醇的生產(chǎn)，但要確保在大規(guī)模生產(chǎn)時也能實現(xiàn)這一效率，則還需要進(jìn)行深入研究。

刊名：Renewable and Sustainable Energy Reviews（英）

刊期：2014年第33期

作者：Achim Frick

編譯：陳丁躍