雙碳研究 | 美國企業新技術有望引領生物質能邁向主流

美國企業新技術有望

引領生物質能邁向主流

【thehindubusinessline網 12月15日報道】

注：圖片源于網絡

霍尼韋爾突破多年技術瓶頸

霍尼韋爾突破技術瓶頸，實現植物與農業廢料高效燃料轉化。

生物質能資源儲量豐富，但要想轉化其有效能源，始終存在著技術鴻溝，許多頗具潛力的技術嘗試皆在此折戟。如今，美國跨國巨頭企業霍尼韋爾（Honeywell ）手握多項創新方案，有望彌合這一鴻溝。

除了供應不穩定與價格波動等因素外，為何生物質能始終在可再生能源領域未能占據主導位置？我們知道生物質能與石油一樣都是碳氫化合物，而石油與煤炭本質上是由遠古生物質能轉化而成。既然碳氫化合物本就是天然能源載體，生物質能的發展何以如此艱難？

誠然，生物質能蘊藏著豐富能量，但其內部隱藏著關鍵制約因素：高含氧量。

氧作為生命維系的重要元素，在生物質能中卻帶來諸多挑戰。化學鍵合的氧原子活性極強，易與其他物質結合生成非理想分子。在實際應用中，這會引發聚合反應，即形成長鏈黏稠物質，阻礙后續處理。

更為棘手的是，氧會加劇生物油酸性與腐蝕性。其吸濕特性會讓油品吸收空氣中水分形成不穩定的乳狀液體，進而影響燃燒效率，降低油品的能量密度。同時，氧還會使催化劑失活，導致昂貴催化劑效率降低。

值得探討的是，同為氧元素，為何在火箭發動機中扮演助燃角色，在生物質轉化中卻成為技術障礙？

根本差異在于火箭發動機中的純氧獨立儲存，僅在燃燒時作為氧化劑與燃料混合；而生物質分子中化學鍵合的氧則會引發聚合、乳狀液生成、穩定性差及能量密度不足等一系列問題。

將生物質轉化為生物原油（近似石油的深色黏稠液體）雖已可實現，但這類生物原油作為能源載體存在明顯缺陷，高氧導致其性質不穩定、腐蝕性強，難以接入傳統煉化體系。

這正是霍尼韋爾的破局關鍵。這家以航空設備（包括著名的"黑匣子"）與工業自動化聞名的企業，在能源技術領域同樣積淀深厚。

霍尼韋爾旗下全資子公司UOP研發出一種突破性工藝，可將生物原油轉化為即用型燃料，此類燃料無需改裝發動機，即可直接替代傳統船用燃料、汽油或可持續航空燃料（SAF）。

該公司表示，植物與農業廢料可直接在收集地轉化為低碳生物原油，這樣大幅降低了運輸成本。

后續通過新工藝，生物原油可在大型設施中像傳統石油一樣進行精煉，最終產出成品燃料。該公司表示："十多年來，霍尼韋爾始終以多元原料為基礎，構建可再生能源及替代燃料的工藝技術體系。這項生物原油升級技術是對我們可再生燃料產品體系的重要補充。"

技術核心解析

該工藝關鍵在于破處氧的負面影響，通過引入氫氣與氧結合生成水并排出系統，該步驟被稱為"加氫脫氧"。

然而氫氣的選擇暗藏玄機。如果采用傳統灰氫，生產過程將產生大量碳排放，整個能源轉化鏈路無法實現真正環保；如果使用綠氫，雖能確保流程清潔，但成本也會顯著上升。

霍尼韋爾強調其整體工藝既要環保又要經濟可行。霍尼韋爾印度公司能源與可持續發展解決方案副總裁兼總經理蘭吉特·庫爾卡尼（Ranjit Kulkarni）向媒體透露，該生物原油轉化工藝"具備成本競爭力"。這表明所需氫耗量并不會讓燃料價格高得令人望而卻步，這可能是因為生物原油初制階段（快速熱解）已脫除部分氧，降低了后續氫耗。即使使用的是灰氫，其全生命周期碳排放也遠低于化石燃料。

針對氫源問題，霍尼韋爾官方回應稱："生物原油升級技術確實需要使用氫氣，具體氫源類型將根據客戶目標與需求而定。"

若霍尼韋爾此項技術能實現規模化應用，或將架起期待已久的技術橋梁，讓印度豐富的生物質資源真正登上清潔能源的主流舞臺。

編譯：張 雅（新能源部）

審校：耿 語（新能源部）

編輯：張 雅（新能源部）