DOE: 10 видов биотоплива могут сократить выбросы парниковых газов на 60%
Биотопливо становится экономически конкурентоспособным, экологически чистым решением для сокращения выбросов углекислого газа от автомобилей и грузовиков, согласно двум новым исследованиям.
Исследование провела Аргоннская национальная лаборатория Министерства энергетики США (DOE) в сотрудничестве с Национальной лабораторией возобновляемой энергетики DOE (NREL), Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией (PNNL) и Айдахоской национальной лабораторией (INL). Результаты показывают, что биотопливо в сочетании с передовой конструкцией двигателей может сократить выбросы парниковых газов примерно на 60%, одновременно повышая топливную эффективность или снижая выбросы выхлопных газов.
имеет явные преимущества перед ископаемым бензином. Но энергоэффективность самого двигателя также имеет решающее значение. Разработка низкоуглеродного топлива и двигателей, работающих вместе, может максимизировать энергоэффективность и производительность автомобиля.
«Мы находимся на пересечении новых инноваций в двигателях и биотопливе», — сказал Трой Хокинс, руководитель группы топлива и продуктов Argonne. «Наша цель — разработать новое биотопливо, которое можно смешивать с обычным топливом для улучшения работы двигателя. Это означает, что автомобиль или грузовик с бензиновым двигателем может проехать дальше на том же количестве топлива. Или дизельный автомобиль может соответствовать более строгим стандартам выбросов».
В обоих исследованиях ученые Argonne сотрудничали с другими национальными лабораториями для выявления перспективных видов топлива для различных типов двигателей. Исследователи учитывали стоимость, воздействие на окружающую среду и потенциал для расширения на коммерческие рынки.
Исследование было поддержано программой Co-Optimization of Fuels and Engines (Co-Optima), совместно руководимой Управлением энергоэффективности и возобновляемой энергии Министерства энергетики США, Управлением технологий биоэнергетики и Управлением автомобильных технологий.
Argonne входит в консорциум Co-Optimas, объединяющий девять национальных лабораторий и более 20 университетских и промышленных партнеров. Консорциум изучает, как одновременно внедрять инновации в области топлива и двигателей для повышения топливной экономичности и производительности автомобилей при одновременном снижении выбросов.
Поиск путей получения биотоплива
Исследования в рамках проекта Co-Optimas основаны на цели выявления и понимания биотоплива. Биотопливо производится из органического материала биомассы, включая растения, сельскохозяйственные отходы и влажные отходы. Биотопливо можно смешивать с обычным топливом для снижения выбросов и улучшения характеристик топлива и двигателя.
Работая с экспертами по топливу Co-Optima, исследователи использовали процесс отбора для составления списка биотоплива для своего исследования, сказал Бенавид.
«Мы работали с другими экспертами и использовали конкретные критерии, чтобы сузить множество кандидатов биотоплива до короткого списка для нашего исследования», — сказал Бенавид, «основываясь на желаемых характеристиках и режимах сгорания в двигателе. Преобразование биомассы в биотопливо — это сложный процесс, включающий переменные в сырье, технологии конверсии и типе топлива. Поиск путей получения биотоплива, которые одновременно отвечают экономическим, технологическим и энергетическим целям, является особенно сложной задачей».
Бенавид является соавтором одного из исследований. Группа оценила 12 путей производства биотоплива для оптимизации многомодовых двигателей внутреннего сгорания. Многомодовые двигатели внутреннего сгорания могут достичь большей эффективности и экономии средств, используя различные методы зажигания, сгорания и подготовки топлива в зависимости от потребностей вождения. Исследователи использовали возобновляемое сырье из биомассы, полученное из побочных продуктов сельского и лесного хозяйства, таких как древесные отходы и побочные продукты сельского хозяйства, такие как кукурузная солома. Используемые ими методы конверсии включали ферментацию, катализ при высоких температуре и давлении (HPHT) или комбинацию того и другого.
«Мы обнаружили, что не только семь видов биотоплива были экономически конкурентоспособны в производстве, но и эти семь видов биотоплива различались по используемому сырью и технологиям конверсии», — сказал Бутерин. «Это означает, что биозаводы имеют большую гибкость в выборе места и способа строительства своих предприятий». Исследователи из NREL и PNNL провели технико-экономическую оценку путей производства биотоплива, проанализировав затраты и технические характеристики. «Наши результаты показывают, что многие виды биотоплива конкурентоспособны по сравнению с текущими затратами на нефтяное топливо», — сказал Филлипс.
Исследователи также проанализировали воздействие на окружающую среду. Анализ жизненного цикла этих путей с использованием модели GREET (Greenhouse Gases, Regulated Emissions and Energy Used in Technology) Аргоннской лаборатории показывает впечатляющие результаты. Десять видов биотоплива потенциально могут сократить выбросы парниковых газов на 60% по сравнению с ископаемым бензином. Список включает спирты, смеси фуранов и алкены.
Перспективы биотоплива для дизельных двигателей
Второе исследование было написано в соавторстве с Батлином. Исследователи проанализировали 25 оптимизированных путей производства биотоплива для улучшения сгорания в двигателях с гибридным контролируемым воспламенением от сжатия. Это дизельный двигатель, в основном используемый для грузовых перевозок. Для разработки путей производства биотоплива исследователи использовали различные виды сырья, от растительного материала, такого как древесная щепа или кукурузная солома, до масел из сои и папайи, влажных отходов и переработанного жира. Используемые ими технологии конверсии включают ферментацию, газификацию и гидротермальное сжижение.
Деймон Хартли, руководитель группы операционных исследований и анализа INL, сказал, что различные доступные ресурсы биомассы обладают огромным потенциалом для замены некоторых видов топлива и химикатов, получаемых из нефти. Однако одним из самых больших препятствий является непостоянное качество сырья. Это оказывает большое влияние на то, как материал ведет себя при переходах. Как и в первом исследовании, большинство методов показали хорошие результаты. Большинство видов биотоплива конкурентоспособны по цене с текущими ценами на природный газ.
Что касается воздействия на окружающую среду, то согласно анализу жизненного цикла GREET, 12 из 25 путей сократили выбросы парниковых газов более чем на 60%. «Мы оценили выбросы парниковых газов на протяжении жизненного цикла для каждого пути с гибридным контролируемым воспламенением от сжатия», — сказал Хокинс. «выбросы на начальных этапах».
Создание путей получения биотоплива
Исследователи не планируют составлять окончательный список видов биотоплива, сказал Бенавид. Вместо этого эти исследования предоставляют рекомендации заинтересованным сторонам для выбора пути получения биотоплива, который наилучшим образом соответствует их потребностям. «Мы предоставляем рекомендации исследователям и промышленности для оценки биотоплива на основе множества сложных переменных», — сказал он. «Анализ жизненного цикла и технико-экономический анализ важны для раннего руководства заинтересованными сторонами. Мы не можем сказать заинтересованным сторонам, какой выбор сделать. Но эти инструменты могут указать им правильное направление с самого начала. Хотя многие пути получения биотоплива могут быть экономически конкурентоспособными, еще слишком рано фиксировать цены на нестабильном рынке природного газа».
В долгосрочной перспективе, сказал Хокинс, задача состоит в том, чтобы предлагать конкурентоспособные цены. Хотя эти пути производства биотоплива нацелены на легковые автомобили и дизельные грузовики, исследователи Argonne также изучают их потенциал для использования в таких отраслях, которые трудно электрифицировать, как авиация и морской транспорт. Цель состоит в том, чтобы как можно быстрее внедрить биотопливо на рынок в различных отраслях промышленности.
«Министерство энергетики США (DOE) работает над разработкой устойчивых решений для декарбонизации транспортного сектора», — сказал Хокинс, и биотопливо является важной частью этого. «Мы продолжим расширять важную работу Co-Optimas».
90nd05xb6.png)
О компании Kingwood
Kingwood расположена в промышленном парке Чжунгуаньцунь города Лиян, провинция Цзянсу, Китай. Это высокотехнологичное предприятие, работающее над разработкой низкоуглеродного, возобновляемого энергетического оборудования и передовых решений для комбикормовой промышленности. Основанная в 1999 году, Kingwood предоставляет комплексные решения в области биомассовой инженерии, инженерии кормов для животных и бизнеса запасных частей для наших уважаемых клиентов. Услуги Kingwood включают консультации, проектирование, производство, логистику, монтаж, пусконаладку, обучение и послепродажное обслуживание линий по производству биомассы/кормов. Kingwood в настоящее время имеет системы ISO9000 и ISO14000, сертифицирована CE и получила множество наград в отрасли оборудования для биомассы. Kingwood в настоящее время располагает крупным центром ЧПУ-штамповки, сборочным цехом пеллетных машин, испытательным центром, крупной базой ковки заготовок, производственной базой вспомогательного оборудования для линий, испытательным центром производства пеллет и т. д. Продукция проходит строгий контроль качества от закупки сырья, обработки запасных частей, термообработки, сварки и сборки до отгрузки готовой продукции. Kingwood означает качество, обслуживание и разумную цену — основные ценности, которым привержена компания.
Медиа-контакт I
Оливер Ге
Телефон: +86 13120914095
Медиа-контакт II
Генри
Телефон: +86 18205276156