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《瓜蒌籽油在内燃机中作为生物燃料的时空分析》

  • 来源专题：可再生能源
  • 编译者： pengh
  • 发布时间：2020-12-02

  • 在此，研究了从废生物质中提取Handal油，通过酯化和酯交换工艺生产生物柴油。此外，对汉达尔生物柴油的物理化学特性(密度、运动粘度、比重、倾点、闪点和云点)进行了测试，并对内燃机使用的燃料质量进行了测试。所得Handal生物柴油的燃点(49.5℃)低于石油柴油的燃点(68.3℃)。而在40℃时，使用汉达尔油的运动粘度为4.476 cSt，高于柴油(2.6 cSt)和化石柴油(2.27 cSt)。使用Handal油的凝血点为-9，低于Handal生物柴油的凝血点为+3。Handal油的硫含量为193 mg/kg，高于Handal生物柴油的62 mg/kg值，但显著低于柴油(≤100ppm)。在不同的发动机转速和负载下，检测到纯柴油和生物柴油发动机的热效率相似。利用这种废物流(Handal wild plant)生产生物柴油，通过增加能源部门应用的价值，将有助于对废弃的和有问题的热化学转化原料进行升级循环。

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相关报告

  • 《燃料成本和基础设施是氢燃料内燃机行业发展面临的挑战》
    • 来源专题：工程机械与高端装备
    • 编译者：赵卫华
    • 发布时间：2024-07-24
    • Interact Analysis 的研究显示，全球氢内燃机 (H2 ICE) 行业正显示出增长迹象，但需要克服一系列关键障碍才能实现车辆的大规模采用。阻碍该行业蓬勃发展的关键障碍是燃料成本高昂以及缺乏足够的基础设施来支持市场扩张。 Interact Analysis 报告称，尽管速度缓慢，但该行业正在开始扩张，并预测到 2030 年，每年注册的新 H2 ICE 汽车数量将达到 13150 辆，占每年售出的百万辆汽车的一小部分，到 2040 年，这一数量将急剧增加到每年 100000 多辆。 除了燃料成本高和缺乏促进行业蓬勃发展的基础设施等问题外，还有一系列工程挑战阻碍了氢燃料内燃机汽车的广泛普及。其中最突出的是预燃（尤其影响进气道燃料发动机）和由于缺乏润滑导致的喷射器寿命短，目前仅为 1000 多小时。 然而，Interact Analysis 最新的氢内燃机市场报告显示，专家们认为重大技术发展是可能的，或者已经实现，以解决关键的工程挑战。这些挑战包括预燃和喷射器寿命短，以及其他问题，例如泄漏、脆化和发动机重新设计的需要。事实上，有一个长期目标是将喷射器的成本（目前约为 1000 美元）降至尽可能接近 100 美元。 Interact Analysis 首席分析师 表示：“虽然 H2 ICE 在克服技术和立法障碍方面似乎处于有利地位，但它面临的市场挑战更加困难，尤其是燃料成本高昂。由于卡车和公共汽车的效率较低，H2 ICE 每英里的成本甚至高于燃料电池，而越野机器的成本因应用而异。此外，还存在与必要基础设施的成本和可用性相关的其他问题。我们距离该行业的全面商业化还有一段距离，预计到 2035 年及以后，氢燃料汽车的总拥有成本仍将高于柴油电池电动汽车。”
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  • 《国际可再生能源署分析先进生物液体燃料发展面临的挑战》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2020-03-23
    • 国际可再生能源署（IRENA）发布《先进生物燃料：所受阻碍》 报告，调查分析了目前先进生物液体燃料发展面临的障碍。报告基于对行业主管和决策者的调查，指出了先进生物液体燃料在快速促进交通脱碳方面的潜力，分析了先进生物液体燃料的投资障碍和促进其发展的途径，并为决策者提出了建议。主要内容如下： 　　生物液体燃料是快速实现碳减排的重要选择，但其面临投资下降的严峻挑战。生物液体燃料可直接使用燃料分配基础设施，并可应用于各种交通工具而无需做出改造，因而可以迅速应用以实现减排效果。同时，生物液体燃料也是航空、船运及重型卡车化石燃料的实用替代选择。根据IRENA的预测，到2050年生物液体燃料消费量需大幅增长，从2016年的1300亿升增加至2050年的近6500亿升。这意味着除了巴西、欧洲及美国等现有市场外，还需要在非洲、亚洲及南美洲发展新的增长性市场。第一代生物燃料的投资已经达到连续两年新增产能超过150亿升，但自2011年以来，对先进生物燃料的投资一直呈下降趋势。 　　监管不确定性是最主要的阻碍。由于交通运输生物燃料的监管框架在不断变化，过去十年来投资活动一直停滞不前，尤其是在欧洲。2009年以来出现了三次重要立法，包括可再生能源指令（2009）、间接土地利用变化指令（2015）和修订的可再生能源指令（2018）。每次立法均经过2-3年的讨论，在颁布后各成员国又需要将欧盟立法转变为国家立法。频繁的变动使得难以预测市场的未来，因而影响了投资决策。项目开发人员需要在未来5-12年的假设基础上，对原料和燃料市场做出决策，尤其是要使新技术达到商业成熟还需要时间。尽管如此，调查显示欧盟修订的可再生能源指令（将于2021年生效）将鼓励投资者的信心。美国《能源独立与安全法案》制定的可再生燃料标准为生物燃料公司的运营提供了更可预测的框架（从2009年到2022年），使美国成为全球生物燃料领先国家，产量占全球近一半。但对修改或取消《能源独立与安全法案》的尝试，以及美国国家环保局（EPA）针对可再生燃料标准的各方面法律程序及某些豁免权的规定，都给未来市场带来了不确定性。 　　与其他可再生能源相比，创造有利于先进生物燃料的投资环境需要更为细微和多方面的监管。先进生物燃料的产业规模仍然很小，不考虑利用废物生产生物柴油的生产商，只有大约30家公司进行先进生物燃料生产。这一产业也相当分散，因为不同公司掌握了不同的转化工艺，但生物燃料主要分为两类：混入汽油的纤维素乙醇和基于加氢处理植物油的可直接使用生物燃料（drop-in biofuels）。可直接使用生物燃料是交通运输行业脱碳的关键要素，可用于重型卡车、船运和航空领域的脱碳，加氢处理植物油生产技术为其提供了一种行之有效的途径。目前加氢处理植物油已经实现了大规模生产和商业化，但其长期业务扩展受到了废油和脂肪基原料的限制。因此，需要加强基于废料的原料收集，同时还需种植油料能源作物以开发可持续替代品，以及寻求先进燃料的木质纤维素转化途径。在生产木质纤维素乙醇和采用热化学途径（热解和费-托法）的工业领域中，当今运行的许多设备都是此类设备中的首创，通常产生于初创企业中。因此，代表这些技术途径的许多项目发起人都对其设施融资和可靠运营感到担忧。 　　推广先进生物燃料的方法众多。技术中立的燃料标准受到大多数行业高管的欢迎，如美国加利福尼亚州和巴西的标准。加州经验成为了一个正面案列，该州立法造就了行业的持续稳定性，提升了项目开发商的信心。此外，它还明确促进了运输业燃料的来源多样化，以致大幅增加了对乙醇、可再生柴油、生物甲烷和电力的使用。基于碳中性燃料的政策为先进生物燃料提供了公平竞争的环境，更直接的基于税收或义务的监管体系也可能有效，尤其是对于刚开始推广先进生物燃料的国家。由于采取对生物燃料免税、对化石燃料征收高额碳税和能源税等措施，使得到2017年生物能源在瑞典交通运输行业的份额达到20%。 　　运输部门的脱碳应该同时采用几种燃料替代方案，而不是只采用一种总揽式的方案。行业代表对运输部门的脱碳提出了平衡的看法，并对电动汽车、生物甲烷和生物液体燃料的重要性提出了不同的看法。大多数看法认为，先进生物燃料的总份额将保持相对较小的水平。航空代表着先进生物燃料的新兴市场，但行业对其未来的市场份额持悲观看法。 　　除非监管机构针对纤维素乙醇制定特殊的促销措施，否则在衰减的市场中，将面临来自第一代乙醇生产商不平衡的成本竞争。由纤维素原料制成的乙醇是标准燃料乙醇，目前主要与汽油混合使用。由于传统发动机效率提升和道路运输日益电气化，未来化石燃料的消耗将下降，因此应推进乙醇需求应逐步与化石燃料消耗脱钩。对此，监管机构应促进高乙醇混合和灵活燃料汽车。然而，要确保纤维素乙醇生产的可持续需求，就需要采取列入强制性燃料清单或单独定价等方法。 　　当前的补贴水平以及融资成本和可获得性也是重要障碍。先进生物燃料转化技术非常接近商业化。在运营的炼油厂正在示范许多创新的工艺概念，大规模部署先进生物燃料已经做好了技术准备。但是，对这些选定技术的直接支持，尤其是对使用木质纤维素和热化学途径进行的首个预商业化项目的风险融资至关重要。 　　行业内对估算温室气体排放、土地利用变化和间接土地利用变化方法的准确性和可靠性表示怀疑。需要更加一致的认证体系以验证其产品的可持续性。引入可持续性标准及认证方案是一种积极的进展，推动了先进生物燃料的市场。但是，政府和媒体对先进生物燃料的总体了解并不深入。 　　决策者应制定明确的最佳实践政策，以长期支持先进生物燃料的部署。应确定足够高的目标以激励用户将先进生物燃料作为燃料选择。当前生物燃料主要市场以外的各国政府可以在谨慎考虑已知的障碍基础上，制定大胆、长期有效的政策以促进先进生物燃料的可持续增长，从而避免过去的错误。
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