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新能源——植物残渣三小时变煤炭

 

  新能源——植物残渣三小时变煤炭

新能源——植物残渣三小时变煤炭
上图:被用作生物燃料原料的树木

新能源——植物残渣三小时变煤炭
上图:生物质发电厂

  昨日还是草地,今天已成煤炭:一种新的方法能够让绿色废料(如草或树叶)在一夜之间变成燃料。这些棕色颗粒能够用于传统的发电厂——为德国250万户居民提供电力。

  自然界中,生物质变成煤炭需要经过数百万年;而在柏林附近的一个工业区路德维希斯菲尔德(Ludwigsfelde)里,这个过程被大大缩短了:有一种高压装置能把植物残渣在三小时内变成煤炭。“生物煤和褐煤的性质几乎一样——除了一个重要的区别:生物煤是碳中性的燃料”,开发该装置的Suncoal公司的总经理弗里德里希·冯·普略茨(Friedrichvon Ploetz)先生解释说。

  所谓的碳化工艺有助于挽回生物质能源的声誉。生物质能源在推广中,一度遭遇了形象危机。批评者们指责生物燃气厂在本该生产粮食的耕地上种植了大量作为燃料的玉米,挤压了粮食生产的空间。甚至新建生物质发电厂(Biomasse-Kraftwerk)也备受争议,因为一些专家认为,这一举措从长远来看可能会导致木材缺乏(该种电厂主要使用木材发电)。

  Suncoal公司的方法是从有机物残余(如草、树叶或草屑)中获取能源。诸如此类的绿色废料往往比较潮湿,无法直接燃烧,迄今为止,也很少用于生产沼气。因此它们通常被用于堆肥。隐藏在其中的能量被白白闲置。

  黑色的糊糊

  “碳化是一个技术要求极高的过程”,安德烈阿·克鲁泽(Andrea Kruse)说,她是德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的一名能源科技研究员。一切植物性的东西都可以被投进这种设备,包括食品生产过程中产生的残渣也可以以这种方式转化成能源。

  它是如何运作的呢?首先,要排净水分:草和树叶被置于约200度的高温和20巴(Bar)的压力之下,这压力相当于大气压力的20倍。经此过程,原料中所含的水分被分离开来,留下的是一团黑色的糊状物,原料中的碳几乎完全没有流失。

  为了从这糊糊中造出煤炭来,就得把它在压力机里做进一步的脱水处理,接着再加热干燥。“这个过程需要耗费最终产品的10-15%的能源含量,”冯·普略茨说。路德维希斯菲尔德的试生产设备每小时最多能加工200千克的草和其他绿色残渣,从中生产出60到70千克的生物煤颗粒。

  Suncoal并不是唯一一家精于此道的公司。例如瑞士的AVA-CO2 公司也在卡尔斯鲁厄生产生物煤;几周前,Eurosolid公司生产的同类设备也在前波莫州投入使用。

  必须降低成本

  该方法在技术和生态方面的潜力巨大。国立约翰·海因里希·冯·杜能研究所(Johann-Heinrich-von-Thünen-Institut)计算,每年仅在德国就能从有机物残渣中获得近400万吨的炭。把它们加工成生物煤,发电厂就可以以此为燃料为250万户家庭提供电力。

  然而,成本还须降低。“毫无疑问,碳化过程目前还很昂贵。在接下来的几年内,生物煤的制造商还无法与德国东部的褐煤生产商竞争”,KIT的研究员克鲁泽说。但是她也认为,这项技术会变得越来越经济:“研发新技术之初的设备投入必然要耗费巨资。不过随着设备的批量生产,费用也会不断降低。”煤炭在世界市场上的价格上涨也牵涉到煤的经济性问题:传统的煤越贵,使用生物煤越有意义。

  此外,慕尼黑联邦国防军大学(Bundeswehr-Universität München)开发了另一种技术上较为简单的方法来利用草、树叶和草屑中所含的能量。科学家联合Florafuel公司制造了一座实验装置,用潮湿的生物质生产颗粒或固块燃料。绿色废料在此经过清洗、粉碎、压制和干燥等一系列工序。在压制过程中分离出来的液体被收集起来投入沼气设备,从而增加产量。

  “合成燃料的燃烧热值只比木材低5-7%”,项目负责人斯瓦琪·施莱德勒(Swantje Schlederer)女士说。这些颗粒和固块可以在现有的生物质发电厂中使用。不过,压制和干燥过程几乎要耗去最终产品近1/3的能量。当前,该项目的合作伙伴正在和垃圾循环服务公司(Abfallwirtschaftsbetrieb)商谈,以便能进一步试验该技术。(本文根据《明镜在线》Alternative Energie Aus Gras wird Kohle一文编译完成。)(摘自德国印象)

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