主题:生物柴油的前途怎么样? -- 晨枫
汽车柴油机可以燃用生物柴油,而生物柴油的来源很多,可以是新鲜的菜油,也可以是用过的厨用油,动物脂肪可以吗?总之,很多可以做生物柴油原料的东西现在基本都排放掉了,既污染环境,又浪费,何不利用起来,作生物柴油呢?估计这不能全面取代石油作为车用燃料的消费,但应该可以补充不小的一部份,可以到1/3或者1/2吗?
柴油机本来就比汽油机省油,和燃料电池、氢燃料等相比,柴油机和生物柴油的技术简单得多,也就意味着对环境的要求要低得多(技术上的困难最后还是反映在对材料、能源和加工时间的要求,就是间接对环境的要求),这是不是一个现实的节能路子?
把生物油料制成烃类化合物或者醇类化合物供做燃料使用应该不是太困难的。
用这个技术来缓解能源紧张的关键问题在于
1. 收集这些油料的成本有多高?这些油料之所以废的原因里,很重要的一个就是因为它们太杂,分布太分散。要把这些油料重新收集,可能消耗的能量比可以从它们里面得到的还多。
2. 这些油料里到底有多少总能量。我们知道矿物燃料是几亿年的生物能(的一小部分)积累下来的,我们几十年几百年烧掉,还觉得不够用。那么生物油料呢?主要是当年产油料作物里蕴藏的部分生物能,也是一年的总生物能的很小一部分。也许这个总量仍旧比一年里会最终变成化石燃料的总能量多一些,但是多半还是不能够和现有化石燃料的产量储量相比(这个仅仅是我的估计),所以究竟能起多大作用也难说。——这个问题的本质是:地球人应该好好算算地球一年从太阳接受多少总能量,而其中多少能量不得不给各种自然过程(风,水,各种循环)用掉,多少要向宇宙耗散,多少要给其它物种生存用掉,剩下多少给人类满足各种淫欲,呵呵。
如果算来算去总有赤字,那么按道理说,解决办法也只有吃后代的粮,或者考虑从地球之外获得资源了。
不过我进实验室时他已经毕业了,具体情况不清楚,但据说已经有人向他投资了.这样看来,至少有人认为用他的方法可以赚钱.
具体用什么作物的油料,走什么途径,我不是很清楚.
麻烦,但不是做不到。分离掉固体杂物应该不难,油水分离也不难,剩下的就是更多的分离和精炼。整个过程的“收支平衡”要专业的人来算一算,应该还是有很大盈余的,尤其把餐饮业的废油算进去。如果沿河饮食卫生标准的话,餐饮业的废油量还要多。如此得来的生物柴油的目的不是取代石油,而是作为部分补充。这些废油不加处理的话,本来是作为废水排放进环境的,何不利用起来呢?
太阳能只是能源的一部份。如果人类活动完全依赖太阳能(包括化石燃料)的话,除了回到刀耕火种,否则怎么算都是入不敷出的。
虽然算整个社会的环保等总帐可能会有收益,可是收集废油的子系统可能是亏损的,这个要看由什么人来投资了。
废油直接排放污水系统,最后还是必须处理,躲得过初一,躲不过十五。
没有成熟的技术,政府怕是不会做风险投资的。
用简单的堆肥办法就可以大量的转化掉。普通居民家的废油应该在污水系统里就可以自然分解了。主要的污染源是餐饮业,不过处理难度也不是很大。
当然如果能够利用是最好的了。
目前全球油料作物总产量:
化石燃料的总能量:
这些化石燃料是几亿年的积累,平均每年不过10万吨标准煤,和植物油产量差了不是一点点,而是三个数量级。
不过目前化石能源的年消耗量为100多亿吨标准煤,比植物油产量还要多两个数量级。
对于杂质多的废物,不如集中焚烧直接用于发电,并不需要做得太纯,而内燃机是很挑油的。
提纯本来不够纯的物质,是制造负的熵变,必然在别处造成更多的正的熵变,最后把这个纯物质做燃料一烧,又把加入的负熵放出来。这个过程反反复复,不够经济。不如在尽量早的阶段,经过简单的富集纯化后直接焚烧废物——既然反正要烧它,不如少些手续。
另外一种思路是生物利用。因为这些废油对人固然没用了,稍加处理后,对非肉蛋用牲畜,或者对微生物发酵也许仍然有用。这些脂肪本身是生物分子,它们的结构是很特异的,从热力学观点来看,形成这种结构本身就是个很大的熵减过程,比做成烃类醇类要耗能得多。所以这些化合物如果被用在它们本来应该用的地方——生物体里,无疑是最经济的。
呵呵
除非化石燃料耗尽后热核聚变仍未成功,否则生物燃料难唱主角。
五十年内,化石燃料。五十年到一百年间,化石燃料到热核聚变过渡。主要交通形式是轨道交通。
短途,家庭到轨道交通线,用电池或人工合成有机燃料。
长途,飞机,用人工合成燃料。
一百年后,如果热核聚变不能成功,人类退回到铁犁牛耕。
如果热核聚变成功,动力用热核聚变能,当期太阳能转化成食物才是更有用的地方。
人类目前利用的能量形式里,生物能,风能,水能,化石燃料,全是来自于太阳能。除了化石燃料是长期积累外,风能水能主要是当年太阳能,生物能里多数是当年作物里来的,只有林木是几百年里的积累(其实如果不断砍不断种,即便对于现在的人口来说,全球现有森林也差不多可以维持一个动态平衡,因此基本也是消费当年收入的能量)。
而不来自于太阳能,人类目前能加以利用的其它能源,也就是核能,地热,一些地球物理或者天体物理能(比如潮汐能实际是地球和月球间的引力能),此外就是地球上一些矿物的化学能。这里头大头是核能,利用的时间满打满算才60年,还有很多人嚷嚷说不让用了。我应该没数漏什么重要的吧?
当然对于地球能源的利用,目前人类是采取吃老本和吃子孙的态度。化石能源的消耗就是这么回事。
至于要说太阳能有多少,一年的收入(可以合理分配给人类的部分)够不够用来替代当前规模的化石燃料消耗水平,你这么看吧:光风力这一样,完全是短期内太阳对地球表面辐射造成的,人类假如能利用它的80%,恐怕全球的油田都离关门大吉不远了。而全球全年连绵不断此起彼伏的降雨过程里,雨水下落的势能来自于当初把它们蒸发到半空的太阳辐射。而降雨过程力,大量的水能实际在半空耗散掉了。比方说云高300米,这些降水在下落到地面的过程里释放的能量就相当于300米落差的水电站储存的能量,而水的总量是多少呢?想想看中国南方一次普通规模的降雨吧。一万平方公里的地面可以积水5厘米左右,那就是超过10的8次方吨水——从300米处下落。这种降雨在南方夏季差不多可以每三五天一次。这里头又只有小部分进入地表径流的水,被人在一些合适的地方用水电站圈起来释放水能,大部分的降水或者进入地下,或者进入无法被利用的地表径流白白流走。而光是这可利用的一小部分就够人大大的消受一番了:想想看三峡那样的电站能发多少电,而在我国的西南,储能与三峡规模类似的河流段还有很多,就是没法利用而已。由此再想,全球光是储存在蒸发水里的太阳辐射能总量有多么巨大!
在工业革命以前,利用的能量形式主要是生物能,兼以少量的水能风能,少量的化石燃料(主要用于取暖,煮盐),它们的大头是来自于短期内的太阳辐射。而人类活动虽然对自然资源有缓慢的破坏,速度也并不是太快——几千年里还不如近100年里的成果丰硕。更要考虑以当时的技术水平,能量利用的效率还是相当低,能利用的能量形式也相当少。就是这样的状况下,还维持了几千年,并不仅仅是刀耕火种的水平。
当然在当代,太阳能的利用,如果仅考虑地球接收的部分,可能的确还是不能够满足目前这种规模的人类消费。不过如果能设法在空间里截获太阳辐射加以利用,考虑到地球在太阳辐射球面上所占的投影面积,潜力是巨大的,毕竟按人现在这个折腾的趋势,从空间取能并不是完全不可能的事——而且估计对星际生态影响也不会太大吧
动物脂肪是不是流动性不好?常温下算固态吧
生物柴油的一个问题似乎是产业化的可能性
原材料太分散
会增加很多成本