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要说到将各种有机物质转化成燃油的技术,科学家们是识来已久.不管是乔木、灌木、草类植物、种子,亦或是菌类、海藻、甚至动物脂肪,都可以变成供给汽车、轮船甚至是飞机的动力燃料.这对于减少温室气体排放来说,不得不说是个好消息,对于那些油井、页岩田等化石燃料贫乏的国家来说,更是振奋人心.然而,令人沮丧的是,若是要大量生产生物燃料,成本将非常高昂,而且提炼过程也颇为麻烦,换言之,还不如直接将油井打得更深来得好.

大学生如何写燃料论文
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举例来说,乙醇就是一种易于从含糖或淀粉植物内蒸馏出来的酒精燃料.自福特T型车问世以来,美国人就广泛使用乙醇汽油混合燃料了,乙醇现在已占美国汽车燃料总使用量的10%.在欧洲,由植物油提炼而来的生物柴油同样也是与传统柴油混合使用,占比5%.但是,这些“第一代”生物燃料却存在诸多弊端.其中一个主要争议点就是,这些生物燃料由富含糖、淀粉或油的植物提取,而后者多是人类或者牲畜的食物.为生产乙醇制品,美国已经消耗了玉米产品的40%.然而,汽车在用这种乙醇或生物柴油的时候却有其局限性——天气寒冷之时,这种生物燃料的表现差强人意,甚至会对原装发动机造成损坏.

为了克服这些局限性,在过去的十年间,一大批致力于开发第二代生物燃料的新兴企业开始出现.他们希望使用没有营养价值的生物原料来生产燃料,以避免这种“食物燃料相抵触”的问题,例如,农业废弃物、速生林以及贫瘠土地上长的野草.还有一些企业计划生产无须与汽油或柴油相混合,汽车可以直接使用的生物燃料.

艰难和困苦

但是,生物燃料却没有快速走进千家万户,而是半途中落了.新兴企业纷纷破产,幸存者也计划缩小原来的规模,另外,由于第一代生物燃料价格上涨,消费者们也不再感兴趣.同时,水力压裂法的推广,为人们解锁了新的油气资源,使页岩气成为了能源独立的一种替代途径.2012年,美国环保署将纤维素生物燃料的下年目标额度降到了5300万公升.到底什么出了问题?

制造第二代生物燃料意味着需要克服三大挑战.首先是要将木质纤维素和木质素聚合物分解成简单的植物糖；第二是通过热化学过程或生化过程,将简单的植物糖转化成可直接使用的车用燃料；第三个也是最大的一个挑战是,找到一个便宜又可大量转化的好方法.

2008年,壳牌开展了10项先进的生物燃料项目.而现在,这些项目大多都已停运,剩下的也无法商业化.该公司负责替代能源的副总裁马修·帝博（MatthewTipper）说：“所有的技术都奏效了,我们的每个项目都可以在实验室或者展示用规模内生产燃料.”但是将生物燃料带到市场上,却是一个缓慢且昂贵的过程,比预期得更严重.

五年前的乐观心态现在已然消散,但致力于开发二代生物燃料的公司们还在继续.到2014年,美国的3家公司有望从废弃玉米棒、玉米叶、玉米壳中提炼出纤维素乙醇.但他们却不是这个想法的鼻祖,第一次使用酶规模化生产乙醇的是Beta可再生能源公司.虽然是因为所在区域能够获得廉价的原料所致,但不可否认,所有的Beta工厂现在都可以通过生物燃料盈利,该公司的老板圭多·基索菲（GuidoGhisolfi）如是说道.

然而,就在纤维素乙醇进入市场之时,因为燃料效率提升和经济持续疲软的缘故,发达国家对于燃料的需求大大降低.因此,对于混合使用的乙醇需求也下降了.尽管美国能源署批准且乙醇提炼商大力促销,在加油站的前厅还是很难看见含15%乙醇的汽油.

把汽油踩

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还有一些公司正在致力于开发再生柴油和飞机燃料.位于加利福尼亚的Solazyme公司就是其中之一,该公司使用的原料是藻类.这项技术卓有成效,美国海军在演习中使用了几万升的藻类燃油,美国连锁加油站Propel作为技术使用先驱,也首次开放了藻类柴油加油站.尽管Solazyme公司仍未透露财务状况,但这或许能够说明该公司此模式的商业潜能.

但许多观察者质疑,即使是最先进的生物燃料,在短期内也很难媲美化石燃料.澳大利亚生物工程及纳米技术研究所的研究员对再生航空燃料进行了一项综合分析.结果指出,如果以甘蔗为原料制造第一代生物飞机燃料,那么,只有当油价达到168美元/桶以上时,生物燃料才有竞争力,而第二代藻类技术则只有在原油上涨到1000美元/桶以上的情况下才能保本.

即使第二代加工技术可以通过规模化生产达到商业化,那么又将产生另一个问题——大量的生物燃料需要大量的原料来提炼.而这些原料本来可以有其他用途,或是改善土壤、或是焚烧以获取动力.即使在荒地上种植燃料作物也很难避免争议：对这个人而言是荒地,但对另一个人而言却是原始生态系统.正如“食物燃料相抵触”的争论证明了现下生物能源颇具争议,“植物燃料相抵触”也可能成为未来同样艰难的斗争.

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