双碳研究 | 美国企业新技术有望引领生物质能迈向主流

美国企业新技术有望

引领生物质能迈向主流

【thehindubusinessline网 12月15日报道】

注：图片源于网络

霍尼韦尔突破多年技术瓶颈

霍尼韦尔突破技术瓶颈，实现植物与农业废料高效燃料转化。

生物质能资源储量丰富，但要想转化其有效能源，始终存在着技术鸿沟，许多颇具潜力的技术尝试皆在此折戟。如今，美国跨国巨头企业霍尼韦尔（Honeywell ）手握多项创新方案，有望弥合这一鸿沟。

除了供应不稳定与价格波动等因素外，为何生物质能始终在可再生能源领域未能占据主导位置？我们知道生物质能与石油一样都是碳氢化合物，而石油与煤炭本质上是由远古生物质能转化而成。既然碳氢化合物本就是天然能源载体，生物质能的发展何以如此艰难？

诚然，生物质能蕴藏着丰富能量，但其内部隐藏着关键制约因素：高含氧量。

氧作为生命维系的重要元素，在生物质能中却带来诸多挑战。化学键合的氧原子活性极强，易与其他物质结合生成非理想分子。在实际应用中，这会引发聚合反应，即形成长链黏稠物质，阻碍后续处理。

更为棘手的是，氧会加剧生物油酸性与腐蚀性。其吸湿特性会让油品吸收空气中水分形成不稳定的乳状液体，进而影响燃烧效率，降低油品的能量密度。同时，氧还会使催化剂失活，导致昂贵催化剂效率降低。

值得探讨的是，同为氧元素，为何在火箭发动机中扮演助燃角色，在生物质转化中却成为技术障碍？

根本差异在于火箭发动机中的纯氧独立储存，仅在燃烧时作为氧化剂与燃料混合；而生物质分子中化学键合的氧则会引发聚合、乳状液生成、稳定性差及能量密度不足等一系列问题。

将生物质转化为生物原油（近似石油的深色黏稠液体）虽已可实现，但这类生物原油作为能源载体存在明显缺陷，高氧导致其性质不稳定、腐蚀性强，难以接入传统炼化体系。

这正是霍尼韦尔的破局关键。这家以航空设备（包括著名的"黑匣子"）与工业自动化闻名的企业，在能源技术领域同样积淀深厚。

霍尼韦尔旗下全资子公司UOP研发出一种突破性工艺，可将生物原油转化为即用型燃料，此类燃料无需改装发动机，即可直接替代传统船用燃料、汽油或可持续航空燃料（SAF）。

该公司表示，植物与农业废料可直接在收集地转化为低碳生物原油，这样大幅降低了运输成本。

后续通过新工艺，生物原油可在大型设施中像传统石油一样进行精炼，最终产出成品燃料。该公司表示："十多年来，霍尼韦尔始终以多元原料为基础，构建可再生能源及替代燃料的工艺技术体系。这项生物原油升级技术是对我们可再生燃料产品体系的重要补充。"

技术核心解析

该工艺关键在于破处氧的负面影响，通过引入氢气与氧结合生成水并排出系统，该步骤被称为"加氢脱氧"。

然而氢气的选择暗藏玄机。如果采用传统灰氢，生产过程将产生大量碳排放，整个能源转化链路无法实现真正环保；如果使用绿氢，虽能确保流程清洁，但成本也会显著上升。

霍尼韦尔强调其整体工艺既要环保又要经济可行。霍尼韦尔印度公司能源与可持续发展解决方案副总裁兼总经理兰吉特·库尔卡尼（Ranjit Kulkarni）向媒体透露，该生物原油转化工艺"具备成本竞争力"。这表明所需氢耗量并不会让燃料价格高得令人望而却步，这可能是因为生物原油初制阶段（快速热解）已脱除部分氧，降低了后续氢耗。即使使用的是灰氢，其全生命周期碳排放也远低于化石燃料。

针对氢源问题，霍尼韦尔官方回应称："生物原油升级技术确实需要使用氢气，具体氢源类型将根据客户目标与需求而定。"

若霍尼韦尔此项技术能实现规模化应用，或将架起期待已久的技术桥梁，让印度丰富的生物质资源真正登上清洁能源的主流舞台。

编译：张 雅（新能源部）

审校：耿 语（新能源部）

编辑：张 雅（新能源部）