農業廢棄物新解方,麥稈搖身一變成綠色化學品

作者 | 發布日期 2019 年 04 月 12 日 8:15 | 分類 環境科學 , 能源科技 follow us in feedly

秸(音同節,注音打吉)稈是水稻、小麥、玉米等農作物成熟脫粒後剩餘的莖葉殘餘物,由於每年都會有成千上萬的秸桿廢棄物,其利用方法也五花八門,化身編織工藝品、飼料、發電來源等皆無奇不有,而歐盟研究團隊則是把麥稈搖身一變成化學品,打造更環保的化學原料。




麥稈是歐洲主要的農業廢棄物,每年約產生 1.44 億噸麥稈,因此為了善加利用天然資源,歐盟聯合生物工業企業計畫(BBI Undertaking Programme)在 2017 年打造為期 5 年的 OPTISOCHEM 專案,想把這些農業殘餘物運進生物精煉廠,讓廢物變黃金、變成有用的化學品:生質異丁烯(isobutene)。

其中異丁烯是種無色無味的易燃、易液化氣體,基本上是許多化學品原料跟中間體,可以變成塑膠、橡膠、輪胎、潤滑劑、黏著劑和化妝品等。

不過轉換成異丁烯並不是一件容易的事情,這還牽涉到德國、法國等歐盟 4 個國家的專利技術,製程也環環相扣。麥桿首先會轉換成富含葡萄糖與木醣的水解產物(hydrolysates),糖分經過發酵後則會在生物精煉中變成氣體,從氣體成功提取異丁烯後,再把異丁烯轉換成寡聚物跟聚合物。

負責將水解產物發酵、轉換異丁烯的 Global Bioenergies 廠商近期則表示,目前已成功在示範工廠將麥桿轉換成異丁烯,之後將由 INEOS Oligomers 公司評估異丁烯的品質,以及適合再轉換成何種聚合物。

雖然過程比較複雜且具挑戰性,但這些生物化學品可以降低人們對化石燃料化學品的依賴,除此之外,這也是種碳中和生質能源,西班牙 Tecnalia 研究與創新部門 Miriam García 博士指出,團隊認為此舉可降低 80-100% 化石燃料用量,而這取決於團隊用何種材料。

根據 OPTISOCHEM 專案官網,與傳統化石燃料方案相比,新型麥桿化學品的二氧化碳排放量已下降 50%。團隊未來則希望能將目標產量提高 20%,至於在生產跟環境成本方面則希望成本能降低 10-20%,二氧化碳排放量跟能源消耗可減少 20% 跟 30%。

而由於該專案是以麥桿為主要原料,他們也希望能在不影響環境跟糧食的情況下進行實驗,Global Bioenergies 決策負責人 Bernard Chaud 先前表示,人們可在田地保留部分麥桿,以保護土壤中的有機碳與養分,之後再販售 30-60% 的麥桿。

同時 Chaud 也有分析麥桿的使用量跟產量,假如歐洲每年能生產 1.44 億噸麥桿,其中雖然只有 4,800 萬噸可以轉換並生成 2,100 萬噸的糖,但這些糖已經足以供應 100 間生物精煉廠,換算下來每年能取代 3,500 萬桶化石燃料,顯然可大幅減少二氧化碳排放量。

(首圖來源:pixabay