丹麥科技大學新一代熱裂解生質能技術，打造潔凈綠能燃料

隨著氣候變遷日益嚴重，各國皆努力找出化石燃料替代品，為地球盡一分心力，但目前化石燃料仍然是世界主要燃料，其占歐洲運輸碳排量約 20%，美國則是 26%，如要進一步將排碳量降低，除了發展節能汽車，還得找出綠能且轉換效率高的替代燃料。

身為備選方案的生質燃料，其利用玉米、木頭、稻草與有機肥等生物質，透過萃取或是轉化成生物燃料，雖然是個夠良好的替代能源，但轉換效率還是無法與傳統比擬，因此丹麥科技大學（DTU）正致力於提升效率與讓該技術更加環保。

初代生質能是利用玉米、甘蔗與植物油做為材料，但這些東西都可以食用，會有浪費食物的疑慮，且其發展潛力也很有限。

而第二代生物材料對地球比較友善，採用不可食用的生物質，例如木材、稻草和農牧廢棄物，這類生物質多由纖維或木質組成，在發酵過程中會轉換成醇，雖然可與汽油混合，或進一步加工成碳氫化合物，但其潛在能量只有 35%，無法充分發揮這些生物質的潛力。且二代生質能主要產生含水酒精溶液，其酒精濃度與啤酒類似，尚需要其他機器與能量來蒸餾酒精。

因此 DTU 為了更善加利用生物質材料，將生物油與氫氣反應，讓其變成柴油與汽油混合體。團隊採用催化劑加氫熱裂解（catalytic hydropyrolysis）方法，結合熱解法（pyrolysis method）與氫催化劑，在缺氧、高溫情況下加熱廢棄物，併產生瓦斯、煤炭等易燃物。

其運作模式是將固體生物質投入反應爐中，而氫氣會被運送到反應爐底部，加速生物質的循環，生物油分子也能儘快與氫氣產生反應，可防止分子形成焦碳與避免催化劑失去活性。

該反應爐的生產物只有油和水，而這兩項物質不會混合，所以省去以往的蒸餾步驟，且過程也只會產生輕質氣體，包括甲烷、乙烷和丙烷與大量的一氧化碳和二氧化碳。而後兩者可以再次與氫氣生成甲烷，並用於製成沼氣。

而催化劑加氫熱裂解也可以與其他再生能源結合，可以利用電解水方式製造氫氣，在綠能生產過剩時可以提供電力來製造氫氣。

目前團隊已利用山毛櫸做為潛在生物質，成功萃取 58% 並轉換成生物油，比傳統的 35% 高出許多。而團隊也進行電腦模擬測試，當電力和生物質轉化為生物油與沼氣時，能源產量最高可以達到 87%。

（本文由 EnergyTrend授權轉載；首圖為示意圖，來源：Flickr/Jonas L?wgrenCC BY 2.0）

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