2010年第二代与第三代生物燃料发展与启示.pdf

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1、万方数据第15卷第9期2010年9月中外能源SINO—GLOBALENERGY·23·●替代能源与新能源◆摘要关键词第二代和第三代生物燃料发展现状及启示姚国欣1．王建明2(1．原中国石化信息研究所，北京10001l；2．中国石油石油化工研究院，北京100195)第二代生物乙醇以生物质为原料．包括纤维素乙醇和纤维素生物汽油两种产品。目前已建有示范装置和，或工业装置的纤维素乙醇生产技术包括硫酸／酶水解一发酵技术、硫酸水解一发酵技术、酸水解一发酵一酯化一加氧技术、酶水解一发酵技术。业内专家认为。用酶替代硫酸水解是纤维索乙醇生产的发展方向。目前已经和准备进

2、行示范装置试验的纤维素生物汽油生产技术包括快速热解一加氖改质技术和BioForming技术。第二代生物柴油主要以动植物油脂为原料．通过催化加氢生产非脂肪酸甲酯生物柴油．它是理想的优质柴油调合组分。生产第二代生物柴油的加氢技术包括加氧脱氧、网收-丙烷和其他轻烃气体、脱水、异构化和裂化、蒸馏等5个步骤，主要有NExBTL可再生柴油生产技术、Ecoffning绿色柴油生产技术、HaldorTopsoe可再生柴油生产技术、EERC可再生柴油生产技术。第置代生物燃料有两种：一种是以海藻油为原料生产乙醇、丁醇、喷气燃料和柴油，海藻培养(生长)和萃取海藻油是核心

3、步骤，目前尚处于初期阶段；另一种是以生物质原料通过气化合成生产汽油、喷气燃料和柴油，重点是开发生物质气化技术．降低生产成本。我国应借鉴国外发展第二代和第三代生物燃料的做法．把技术开发工作做深做细做透，搞清楚原料的供应情况：目前我国生物柴油主要采用酯交换法生产脂肪酸甲酯，应考虑开发和采用加氢法生产第二代生物柴油．并努力扩大除麻风果油以外的原料来源：同时应加大海藻生物燃料和生物质气化合成生物燃料的开发力度。生物燃料第二代和第三代纤维素乙醇生物柴油海藻生物燃料生物质气化原料l前言美国国会于2007年12月通过的(2007年能源独立与安全法))(EISA)

4、中的《可再生燃料标准}(RFS)强制规定。到2022年时必须使用可再生燃料360x10Sgal(235×l&bbl／d，lgal=3．785L，下同)，其中先进生物燃料为210×1089al(137x1&bbl／d)，纤维素乙醇为160x10Sgal(104xl&bbl／d1。其他先进生物燃料为40×10Sgal(26．08×llYbbl／d)和至少10×1089al(6．53×l&bbl／d)生物柴油。具体情况见表l[tl。2010年2月3日美国环保局公布《可再生燃料标准第二阶段}(RFS2)调整指标，宣布2010年纤维素乙醇的强制使用量由l×1

5、0Sgal降至650x1&gal，生物柴油由6．5x10Sgai提高到11．5x10Sgal，先进生物燃料的用量不变，其余为常规生物燃料【2l。最近美国环保局又宣布，把2011年纤维素乙醇的强制使用量从2．5xlOSgal调低到650x104—2550x1049al，先进生物燃料的强制使用量保持不变131。为什么纤维素乙醇的指标要下调，生物柴油的指标要上调?出于什么背景?说明什么问题?文章意图通过介绍分析纤维素乙醇和生物柴油的生产技术及工业生产现状．来同答这几个问题。2第二代生物乙醇第二代生物乙醇是指相对于玉米乙醇(第一代生物乙醇)而言，以生物质(

6、农作物和林作物废料，即木质纤维素)为原料生产的生物乙醇，包括纤维素乙醇和纤维素生物汽油两种产品。目前美国已建和计划建设的纤维素乙醇工厂(含示范下厂)共45座(见表2)141，其中除2008—2009年投产的7座以外。2010年有6座投产，生产能力合计为2705×1049al／a(约合8．0883×l&t／a)；2011年有lO座投产．生产能力合计为11603x1049al／a(约合34．7×10'tt／a)。看来，美国环保局调整后的2010年和2011年纤维素乙醇的强制使用量是能够实现的。但调整前的1×10Sgal／a和2．5x10Sgal／a是无

7、法实现的。本文作者系本刊学术指导委员会委员。作者简介：姚国欣．教授级高级工程师。丰受国务院特殊津贴，1957年毕业于天津大学化工系，原中国石化信息研究所所长．已发表论文100余篇．撰写及参与编写科技专著10余部。万方数据·24·中外能源SINO—GLOBALENERGY2010年第15卷表1美国《2007年能源独立与安全法》规定的可再生燃料标准l(Ygal年份总量常规生物燃料①先进生物燃料∞纤维素生物燃料@生物柴油其他先进，扛物燃料④牛．物柴油总量2008902009111．0105．06．O5．01．06．O2010129．5120．09．51．

8、06．52．O8．520ll139．5126．O13．52．58．O3．011．02012152．O138．020．05．