根据政府间气候变化专门委员会的最新评估报告，需要大幅减少 CO 2排放以限制气候变化的后果。使用可再生资源(如废木材和稻草)或可再生电力生产燃料将是减少交通领域碳排放的一种方法。这是慕尼黑工业大学 (TUM) 的研究人员正在研究的一个领域。
乙醇通常是通过淀粉原料(如玉米)或木质纤维素生物质(如木材或稻草)发酵糖而生产的。它是一种既定的燃料，可以使运输部门脱碳，并且可以成为长期减少 CO 2排放的基石。慕尼黑工业大学 (TUM) 施特劳宾生物技术与可持续发展校区的研究人员与芬兰拉彭兰塔-拉赫蒂科技大学 (LUT) 合作，开发了一种生产乙醇的新工艺。
在这种情况下，林业领域的边角料与氢气一起使用。氢是通过使用电将水分离成氢和氧来产生的——换句话说，就是使用水电解。将来，这将使多余的电力用于生产乙醇。
“整个工艺主要由技术成熟的子工艺组成。然而，工艺步骤的组成和最后一步——乙酸加氢生产乙醇——是新的，”该教授的博士生 Daniel Klüh 解释说。 TUM Straubing 校区的可再生能源系统。
采用新生产方法的乙醇成本具有竞争力
研究人员还评估了经济可行性。“我们计算的价格是基于对原材料和能源的假设。我们没有使用任何当前的市场价格。我们化学系统中组件价格的计算基础是 2020 年，”Klüh 解释说。模型中乙醇的最低成本为每升 0.65 欧元，生物质成本为每兆瓦时 20 欧元，电力成本为每兆瓦时 45 欧元，每年生产约 42 千吨乙醇。
“使用目前的木质纤维素乙醇生产方案，成本因此具有竞争力。乙醇的价格对电力成本非常敏感，在每升 0.56 至 0.74 欧元之间波动，”芬兰 LUT 的助理教授 Kristian Melin 解释说。高盈利能力的一个原因是，与传统的基于发酵的秸秆或木材生物乙醇工艺相比，乙醇产量要高得多。该工艺生产 1350 至 1410 升乙醇，而传统工艺每干吨生物质仅生产 200 至 300 升乙醇。
生产设施可以设在哪里
部分研究侧重于生产地点的可变地理位置，这将实现一定程度的独立于供应商。LUT 的 Tuomas Koiranen 教授解释说：“在废木材和绿色电力方面具有很高潜力的国家，例如芬兰甚至加拿大，可以作为醋酸的生产商，在最后的工艺步骤中，醋酸被加氢生产乙醇。” .
“未来，像德国这样的国家有望拥有绿色电力组合，并能够在国内进行醋酸加氢制乙醇。然而，德国不具备大规模生物质的废木潜力TUM 可再生能源系统教授 Matthias Gaderer 教授补充道。
技术需要进一步成熟
通过使用绿色电力为电解提供动力，该过程可以生产出一种低 CO 2燃料，与汽油等化石燃料相比，该燃料的温室气体减排潜力为 75%。乙醇被确立为燃料。它可以以 E-10 汽油的形式使用，在普通汽车的燃料混合物中加入 10% 乙醇，就像现在这样，或者作为 ED95，它是 95%乙醇，作为重型货物运输的柴油替代品.
通过他们的过程模拟，科学家们展示了该过程的竞争力。“为了将该产品商业化，有必要进一步提高技术成熟度。接下来的步骤可能需要进一步的催化剂开发、反应器设计以及中试系统的建造和运行，”Gaderer 教授说。
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