丹麦科技大学新一代热裂解生质能技术，打造洁净绿能燃料

随着气候变迁日益严重，各国皆努力找出化石燃料替代品，为地球尽一分心力，但目前化石燃料仍然是世界主要燃料，其占欧洲运输碳排量约 20%，美国则是 26%，如要进一步将排碳量降低，除了发展节能汽车，还得找出绿能且转换效率高的替代燃料。

身为备选方案的生质燃料，其利用玉米、木头、稻草与有机肥等生物质，透过萃取或是转化成生物燃料，虽然是个够良好的替代能源，但转换效率还是无法与传统比拟，因此丹麦科技大学（DTU）正致力于提升效率与让该技术更加环保。

初代生质能是利用玉米、甘蔗与植物油做为材料，但这些东西都可以食用，会有浪费食物的疑虑，且其发展潜力也很有限。

而第二代生物材料对地球比较友善，采用不可食用的生物质，例如木材、稻草和农牧废弃物，这类生物质多由纤维或木质组成，在发酵过程中会转换成醇，虽然可与汽油混合，或进一步加工成碳氢化合物，但其潜在能量只有 35%，无法充分发挥这些生物质的潜力。且二代生质能主要产生含水酒精溶液，其酒精浓度与啤酒类似，尚需要其他机器与能量来蒸馏酒精。

因此 DTU 为了更善加利用生物质材料，将生物油与氢气反应，让其变成柴油与汽油混合体。团队采用催化剂加氢热裂解（catalytic hydropyrolysis）方法，结合热解法（pyrolysis method）与氢催化剂，在缺氧、高温情况下加热废弃物，并产生瓦斯、煤炭等易燃物。

其运作模式是将固体生物质投入反应炉中，而氢气会被运送到反应炉底部，加速生物质的循环，生物油分子也能尽快与氢气产生反应，可防止分子形成焦碳与避免催化剂失去活性。

该反应炉的生产物只有油和水，而这两项物质不会混合，所以省去以往的蒸馏步骤，且过程也只会产生轻质气体，包括甲烷、乙烷和丙烷与大量的一氧化碳和二氧化碳。而后两者可以再次与氢气生成甲烷，并用于制成沼气。

而催化剂加氢热裂解也可以与其他再生能源结合，可以利用电解水方式制造氢气，在绿能生产过剩时可以提供电力来制造氢气。

目前团队已利用山毛榉做为潜在生物质，成功萃取 58% 并转换成生物油，比传统的 35% 高出许多。而团队也进行电脑模拟测试，当电力和生物质转化为生物油与沼气时，能源产量最高可以达到 87%。

（本文由 EnergyTrend授权转载；首图为示意图，来源：Flickr/Jonas LöwgrenCC BY 2.0）