行业洞察 | 生物燃料能否持续满足印度日益增长的能源需求?

前不久,印度政府在议会通过了一项法案,要求强制使用生物质、乙醇和绿色氢在内的非化石能源。这是解决由化石燃料引发的日益严重的全球气候危机的迫切需要。8月10日是世界生物燃料日,借此纪念柴油发动机的发明者鲁道夫·迪塞尔爵士,他用花生油操作了第一台机械发动机。

广义而言,生物燃料或非化石燃料是化石燃料的低成本可再生替代品。生物燃料是一个广泛的术语,包括生物质衍生的固体、液体和气体燃料,例如,生物煤、甲醇、乙醇、生物柴油、生物油、氢气和甲烷。由于生物质能很容易补充,生物燃料被认为是可再生的。一方面它们可以用作独立的燃料源,另一方面它们也可以很容易地与石油燃料混合,然后在不改变现有基础设施的情况下以各种混合比使用。

生物燃料的这些优势有助于提升它们本身的接受度。但是,这依然存在一个挑战,它们的生产主要依赖于粮食作物,而不科学的过度生物燃料生产方法可能会导致森林砍伐,正如巴西所记载的那样。

为了应对这些威胁,人们更加关注“高级生物燃料”,即来自木质纤维素(指植物干物质)生物质的生物燃料。目前正在探索这些燃料作为传统生物燃料的可能替代品。木质纤维素生物质不用作食品,而且储量丰富,因此减少了传统生物燃料对粮食安全和环境造成的风险。预计在交通运输中使用先进的生物燃料将减少碳排放,因为它加强了自然碳循环,这意味着燃烧过程中排放的碳将在光合作用过程中回收。

生物燃料解决了印度的双重问题,据印度政府称,印度每年产生超过3.5亿吨的农业废物。这些废物通常被焚烧,并可能导致巨大的空气污染负荷。利用现有技术,可以通过将废物转化为生物燃料来减少石油进口量。据政府估计,这些废物除了产生绿色肥料外,还可以产生高达18 GW的电力。但传统生物燃料威胁粮食安全的可能性已导致许多政府对如何制造生物燃料制定了严格的规则。

生物燃料是由生物质产生的液态烃,符合当前石油馏分燃料的标准,例如ASTM D4814,并准备“投入”现有的燃料供应和消费基础设施。生物丁醇、液化生物质、糖烃和合成气复合物都是生物燃料选择减少的例子。

其实对于生物燃料也存在一些误解,比如纤维素生物燃料永远不会商业化;生物燃料只有在获得大量补贴的情况下才能存在;为了满足生物燃料法规的要求,世界粮食生产能力将大幅下降,导致全球价格飙升和粮食骚乱;生物燃料不但没有减少碳排放,反而增加了碳排放。生物燃料是能源负性的,也就是说,它们在生产过程中消耗的能量比它们提供的能量还要多。如果我们坚持科学证明的高效生物燃料生产方法,这些都不是真正意义上的问题。

印度可以利用沼气或CBG工厂中的厌氧消化,从当地可用的生物质废物中生产能源、烹饪和车辆燃料以及有机肥料。理论上,除木材外,所有种类的生物质都可以产生沼气,尽管沼气生产的效率取决于生物质的消化率。这将有助于对现有废物进行科学管理,并帮助印度实现全球温室气体减排目标。当被送往垃圾填埋场时,城市固体废物(MSW)的有机部分会释放出甲烷,与二氧化碳相比,甲烷的全球变暖潜能接近21倍。

使用沼气厂处理有机废物也将防止其进入地下水蓄水层和地表水体。重要的是要知道,大规模使用CBG植物的挖掘区可以防止土壤恶化。农业产生的生物质富含各种生物活性和营养物质,包括膳食纤维、类胡萝卜素和多酚等。这种生物量富含粗饲料,再加上必需的营养素,它有望成为丰富的动物饲料。固体基质发酵、青贮和高固体或浆料程序是从饲料角度丰富农业生物质的技术之一。

生物氢是最清洁的能源,因为它只获取水蒸气,可以有效地去除运输、发电和工业运营中的碳。压缩沼气也是更清洁的燃料,因为它是可持续的、可再生的,并且易于通过天然气管道或气缸级联运输。印度政府推广沼气和其他生物燃料的努力将有助于实现既定的可持续发展目标和国家的能源安全。

压缩沼气的一个优点是没有与沼气厂相关的环境副作用。废水/植物排放物也被视为发酵有机肥,可通过提高有机质含量帮助改善土壤健康。然而,如果沼气厂设计不当,甲烷泄漏到大气中,从温室角度来看,可能会对环境造成潜在危害。

如今,印度产生了超过5.5亿吨的生物废物,这些废物可以转化为沼气或生物燃料,用于满足部分能源需求。鉴于石油进口的不可预测性和高昂的成本,印度政府的目标是在未来五年内实现生物燃料与化石燃料混合20%的目标。政府法规和政策执行对于减少燃料进口和实现碳排放目标至关重要。

https://www.businessinsider.in/sustainability/article/opinion-world-biofuel-day-can-biofuel-help-sustainably-meet-the-growing-energy-needs-of-india/articleshow/93485760.cms

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