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編者按:此問答是《大眾科學》對參與開發和實施非化石燃料能源技術的公司高管進行的一項調查的一部分。
目前,哪些技術障礙最限制生物燃料的增長?在不久的將來和長期來看,克服這些障礙的前景如何?
將纖維素投入轉化為燃料乙醇並實現商業化是乙醇工業作為主流燃料增長的重大技術障礙。許多公司目前正在研究纖維素技術,並已取得巨大進步,但技術進步與全面商業部署之間仍存在差距。這一挑戰很大程度上存在於兩個因素——可擴充套件性和成本。科學不再是主要瓶頸問題——現在是投資和資源分配的問題。
一個關鍵問題是將現有的玉米乙醇和甘蔗乙醇設施改造成綜合的纖維素/澱粉/糖生產設施。除了建設新的純纖維素乙醇設施外,改造現有工廠將使按照可再生燃料標準的要求,到 2010 年能夠商業化生產纖維素乙醇。
將生物燃料規模擴大以服務於更大範圍的國內或全球客戶群是否存在障礙?
除了資金外,各種可再生投入物的可用性及其運輸和儲存可能會給一些生產商帶來挑戰,具體取決於他們的技術。AE 生物燃料公司採用基於酶的方法生產纖維素乙醇,並將我們的工藝設計為與現有玉米乙醇生產相結合,此外還建設純纖維素工廠。現有的乙醇工廠已經擁有原料管理、蒸餾、乙醇分配和其他基礎設施。
靠近農業廢棄物,如玉米芯、玉米秸稈、麥秸和甘蔗渣,為 AE 生物燃料工藝提供了最佳的低木質素可再生纖維素生物質來源。由於生物質的運輸和儲存增加了總體生產成本(如果材料不在生物燃料設施附近),農業區域是可再生生物質用於乙醇生產的最佳地點。
將纖維素和傳統乙醇生產(來自澱粉或甘蔗)相結合,是快速擴大纖維素乙醇大規模生產的最可行方法。
現有的能源基礎設施能否應對生物燃料的增長?或者這也需要進一步改造嗎?
透過管道運輸乙醇是一種降低長途運輸成本的方法,相比於鐵路或卡車運輸。然而,2009 年將運輸和混合超過 100 億加侖的乙醇,早期乙醇分配和混合的限制不再是該行業增長的主要因素。
鑑於當前的經濟危機,您的行業能否獲得必要的資本(來自公共或私人來源)來充分資助其增長?
資本投資是下一代生物燃料大規模商業化實施的關鍵。商業債務融資在當前市場上基本上不存在,因此為了使該行業擴大規模,需要在未來 18 個月內開發多種資金來源。
美國政府擁有獨特的機會。在 2005 年和 2007 年,通過了能源立法,提高了可再生燃料標準 (RFS),並設立了多個能源部和美國農業部資助工具(贈款和貸款擔保),以幫助生物燃料行業實現規定的生產目標。這些專案大多歸屬於能源部和農業部。這些專案的實施速度尚未跟上立法者設定的強有力的政策要求。
奧巴馬總統擁有獨特的機會,可以透過行政命令或向其內閣發出指示,簡化向合格公司提供這些資金的流程。如果沒有政府的堅定承諾,可再生燃料將無法跟上我們國家既定的能源獨立目標。
從戰略角度來看,生物燃料更大的競爭對手是:現有的煤炭、石油和天然氣技術,還是其他替代能源技術?
所有這些能源來源都是互補的,而不是競爭的。資源和技術的結合必須協同工作,以減少我們對外國能源的依賴。
您和您行業中的其他人是否設定了在五年內實現的成本目標?
透過減少生物燃料生產中對食物類投入物和能源的需求量,總體生產成本將降低。下一代生物燃料將為額外的農產品(小麥、大麥、秸稈、草、玉米秸稈、木質生物質)開闢和擴大市場。以使燃料零售價格低於可比汽油價格的成本生產生物燃料是總體目標,原油價格的高度波動已經證明了對燃料替代品的迫切需求。