芬兰VTT技术研究中心有限公司开发了一种基于气化的新技术,它提供了一种可持续的方法,将森林工业的副产品,如树皮、锯末和森林废物,转化为运输燃料和化学品。这项新技术比化石燃料减少了大约90%的二氧化碳排放。
新方法利用气化将生物质转化为中间产品——液态碳氢化合物、甲醇或甲醇——在生产单元中与公共区域供热厂或森林工业发电厂相结合。这些中间产品在炼油厂进一步加工,制成可再生燃料或化学品。
VTT在最近完成的BTL2030项目中开发并试验了新的气化过程,并基于该技术评估了工厂的竞争力。项目小组开发的分布式发电过程有效利用了生物质的能量含量。大约55%的能源被转化为运输燃料,另外20%到25%的能源可以用来提供地区供暖或为工业生产蒸汽。这项新技术比化石燃料减少了大约90%的二氧化碳排放。
可持续生物能源在应对气候变化中发挥着重要作用
根据国际能源机构的说法,现代生物能源在建立一个更清洁、更可持续的能源系统方面发挥着关键作用。生物能源目前约占世界可再生能源消费的50%,国际能源署估计,2018年至2023年期间,生物能源将是增长最快的可再生能源形式。根据国际能源署(IEA)的数据,从更长期来看,将全球变暖控制在2摄氏度以内,需要将生物能源对全球能源消费的贡献提高近三倍,从目前的4.5%提高到2060年的17%左右。
尤其需要生物能源来减少航空运输和航运的排放,并作为更多电动汽车投入使用时道路运输的备用燃料。利用树皮、林业废料、再生木材、秸秆或其他生物量等林业副产品作为原料,不影响森林的碳汇效应,也不与林业原料采购或粮食生产竞争。
提供全年热量的副产品
该工艺采用VTT低压、低温蒸汽气化技术,简化了气体净化和小型工业合成。由于这种小规模的方法,该过程产生的热量可以全年使用,该过程可以用当地的废物作为燃料。芬兰以前的计划涉及相当大的以气化为基础的柴油工厂,这些工厂的原材料需求无法满足当地来源的废物。
此外,不可能充分利用大型工厂的副产品热量,因此它们的能源效率很容易低于60%。
预计工厂的竞争力将有相当大的提高
“计划在欧洲建设的300兆瓦以上的大型气化厂还没有一个建成。事实证明,近10亿欧元的投资以及与新技术相关的风险是一个无法逾越的障碍。VTT的高级首席科学家Esa Kurkela解释说:“我们的解决方案规模较小,因此更容易获得资金,用于建设基于新技术的第一座核电站。”
BTL2030项目小组估计,由生活垃圾制成的运输燃料的生产成本为每升汽油或柴油0.8-1欧元。随着竞争技术原材料成本的增加,新技术的竞争力将大大增强,预计至少从2030年起,这一过程将具有高度竞争力。该项目包括规划从试点发展到示范的道路,并与参与的企业将技术商业化。即使在短期内,这项新技术的最终竞争力取决于原油价格和二氧化碳配额以及可再生运输燃料的税收。
气化技术预计具有巨大的出口潜力
专家估计,除其他措施外,到2030年,芬兰将需要可持续的生物燃料,以占交通部门能源消耗的30%。用生活垃圾满足一半的需求将需要5-10个当地综合能源生产工厂。欧盟委员会可再生能源指令(RED2)为高级生物燃料设定了3.6%的目标,相当于1100万吨石油,这意味着仅在欧洲就有大约200家气化工厂。除运输燃料外,生物质气化技术还可用于生产可再生原料,在各种化工过程中替代石油和天然气。另一方面,合成气的应用可以帮助实现若干循环经济目标,例如塑料和其他包装材料的闭环回收。
透过欧盟项目继续进行研究及发展工作
通过VTT协调的两个欧盟地平线2020项目,气化技术的发展将继续下去。这些项目的重点是气体净化和提高合成技术的效率,目的是在芬兰埃斯波VTT公司的Bioruukki试点中心展示整个生物燃料链的性能。另一种正在开发的解决方案是一种基于生物质能和太阳能、风能的灵活混合工艺,这种工艺既可以仅靠生物质能运行,也可以通过电解来提高效率。这提供了一种将太阳能或风能作为可再生燃料储存的有效方法,并可使现有生物质能源的可再生燃料产量增加一倍。
——文章发布于2019年1月22日