生質燃料何時能出頭天,木質素轉換效率為關鍵

作者 | 發布日期 2019 年 03 月 22 日 8:45 | 分類 能源科技 , 航太科技 follow us in feedly


雖然科學家一直想要研發出具成本效益又安全的生質燃料,但目前噴射機的燃料價格僅每加侖 2.50 美元,新型燃料仍很難與之競爭,不過美國勞倫斯伯克利國家實驗室對此樂觀看待,他們研究發現,若可提高木質素轉換效率,生質燃料將會比化石燃料更具有競爭力。

全球航空燃料需求量高,粗估每日需要 500 萬桶化石燃料,雖然不怎麼環保與綠能,但航空業也不能貿然轉向使用再生能源與生質燃料,伯克利實驗室研究員 Corinne Scown 指出,由於飛機皆有重量限制,鋰離子電池跟燃料電池都不適用,因此生質燃料將是個良好解決方案。

伯克利實驗室的聯合生物能源研究所(JBEI)也在生質燃料有所著墨,透過高比例醣類(碳水化合物)與些許木質素,打造全新綠色燃料,與此同時也有不同團隊正在尋求有效分離醣類的方法,希望可透過細菌分解或是以生物轉化將醣分子轉換成燃料。

目前 JBEI 研發的生質燃料成本也已從一開始的每加 30 萬美元下降到 16 元,而該技術的成本未來是否能與現在的化石燃料競爭,又何時能抵達商業化?

為了找出答案與提升信心,JBEI 已根據不同轉換效率、生物質、化學品,以及相關的生產方式,整理所需技術與基礎成本,最後模擬出 4 種不同燃料分子、5 種燃料生產方式。研究顯示,假如未來廠商能成功將木質素轉換成有用的化學物質,生質燃料成本都可以降至每加侖 2.5 美元。

若成功降至 2.5 美元,生質燃料就有機會跟化石燃料相競爭,再加上目前各國政府也對綠色技術與商品相對優待,未來成本更有望再下降。

只不過這前提是能突破木質素轉換大難關,木質素為植物和藻類重要結構材料,由大量碳氫化合物鏈組成,主要讓纖維素纖維緊密聚集使植物與樹木更堅固,在樹皮或是木材中由為常見,基本上樹木約 25% 為木質素,若要將木質素轉換成可用燃料分子,科學家得耗費大量能量與成本。

目前已有多家研究機構與大學著手研究木質素轉換技術,除了伯克利實驗室外,美國德拉瓦大學、英國約克大學等皆有投入實驗,有些想是從蛀木生物的消化系統尋找方案,盼研發出人工「消化系統」以加速木材生質能進展,而未來各國團隊是否能進一步提高轉換效率,目前還需要持續突破與實驗。

(首圖來源:Flickr/Stiller Beobachter CC BY 2.0)

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