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美国能源部(DOE)相继宣布多个项目共投入超1.4亿美元支持生物质能技术研发

发布时间:2023-03-22文章分类:行业动态编辑作者:森源蓝天阅读次数:809 次

【导读】

近日,美国能源部(DOE)相继宣布多个项目共投入超1.4亿美元支持生物质能技术研发,具体项目如下: 一、生物质精炼技术研发;二、生物燃料和生物制品。

  近日,美国能源部(DOE)相继宣布多个项目共投入超1.4亿美元支持生物质能技术研发,具体项目如下:


  一、生物质精炼技术研发


  DOE宣布投入1.18亿美元支持118个项目[1],以推进生物质精炼厂的发展,生产低排放可持续燃料。具体资助项目信息如下:


  1、综合生物质精炼厂的预试点项目


  该领域共计资助9个项目,包括:①藻类喷气燃料和聚氨酯单体的中试生产,将开发一种精炼工艺,从生物质中提取粗制海藻油,利用差异化沉淀分离饱和和不饱和脂肪酸,进而生产可再生航空燃料和符合工业标准的聚氨酯产品;②利用气化木废料得到的萜烯生产可再生的可持续航空燃料;③将林业残留物和其他木质纤维素生物质转化为可再生柴油、可持续航空燃料、汽油和船用燃料;④将直接空气碳捕集系统获得的CO2用于培养藻类,并将该技术扩大至英亩级流道中;⑤开发和示范一种创新的微藻和生物燃料生产工艺,使用直接空气碳捕集和附着藻类流道(AAFW)技术;⑥通过催化快速热解(CFP)、生物原油中间物提质技术将预处理玉米秸秆转化为可持续航空燃料;⑦在混合催化生物精炼(HCB)架构中建立并示范规模化的共溶剂增强木质纤维素分馏(CELF)预处理和木质素分馏装置,生产用于合成可再生航空燃料和船用燃料的高品质木质素中间体,并采集关键运行数据;⑧在加压流化床气化炉中生物质生产合成气,通过合成气发酵生产可持续航空燃料,转化率超过50%,与石油基燃料相比减少70%的温室气体排放;⑨基于藻类生产可持续航空燃料的试点前验证。


  2、综合生物质精炼厂的试点项目


  该领域共计资助2个项目,包括:①利用林业残留物分布式生产乙醇和可改良土壤的生物炭,包括一个低成本、易操作的鼓风式气化炉以及朗泽科技公司的第二代生物反应器;②将水热液化与超临界水氧化技术结合,将城市污水污泥转化为生物原油,再提质为可持续的船用柴油和航空燃料。


  3、综合生物质精炼厂的示范项目


  该领域共计资助2个项目:①桤木生物原油制备可持续航空燃料,在美国东南部建立首个示范设施,其额定处理能力为每天处理120吨森林残留物,每年生产300万加仑液态烃类生物燃料;②建设和运营一个利用生物质和纤维素生产可持续航空燃料和可再生柴油的集成示范工厂,并可生产第二代纤维素糖和纳米纤维素橡胶母料等副产品。


  4、第一代玉米乙醇减排项目


  该领域共计资助4个项目:①生物质精炼厂减排技术验证,包括可再生合成气的现场生产、风力和太阳能发电/利用、利用先进的作物管理制度和减少化肥使用来减少农场排放;②评估使用酿酒残留物和玉米秸秆制备沼气(厌氧消化)技术的可行性,提供综合分析,以扩大沼气技术与玉米乙醇生产的规模;③利用发酵CO2气体合成乙醇,将在生物质精炼厂调试和运营朗泽科技公司的撬装式气体发酵试验装置,利用CO2和低碳氢气生产低碳乙醇:④利用电化学工艺将生物乙醇生产中排放的CO2转化为增值塑料,并进行可行性研究。


  二、生物燃料和生物制品


  DOE生物能源技术办公室(BETO)宣布将拨款2550万美元[2],用于可持续利用国内生物质和废物资源,如农业残留物和藻类,以生产低碳生物燃料和生物制品。“降低农业碳强度和保护藻类作物”将资助两个主题领域改善可持续生物质原料的生产,主要包括:


  1、低碳强度原料的气候智能型农业(3~4个项目,共资助1550万美元)


  该主题的目标是评估气候智能型农业实践的效用,降低生物燃料制备的碳强度。BETO预测,每年可利用农业残留物生产60多亿加仑生物燃料。近期的研发需求主要包括两个子主题领域:


  (1)利用农业废弃物生产低氯原料的气候智能型农业


  该子主题领域的重点是评估气候智能型农业在降低用于生物燃料生产的碳强度方面的效力,项目侧重于优化农业残留物的数量和/或质量,预期技术包括但不限于:①实施气候智能型农业,提高农业残留物的收获、收集和储存效率,与传统方法相比,降低原料生产周期的碳强度;②开发模型用于评估收获和收集农业残留物的气候智能型农业的效益,为保持土壤碳水平和尽量减少温室气体排放(包括一氧化二氮)提供框架;③从土壤碳水平和温室气体的角度阐释使用土壤改良剂对农业残留物数量和质量的影响。


  (2)提高土壤固碳水平和能源作物农业效益的生物炭策略


  该子主题领域致力于开发新的工具、技术、模型和策略,以确定生物炭应用产生的农业效益。重点关注的技术方法包括但不限于:①在多个地点进行研究,了解不同类型的生物炭在不同土壤和环境中的农业和土壤碳效益;②展示和部署多种工具(包括模型)和方法,以量化不同生物炭施用制度下的土壤固碳量;③对这些项目中使用各种材料(如木质生物质、污泥、草本生物质、城市固体废物流)生产的生物炭进行特性描述,以确定能够在不同土壤类型中长期封存碳的关键特性。


  2、藻类作物保护(4~5个项目,共资助1000万美元)


  该子主题领域着重于开发农作物保护藻类培养系统的方法和策略,开发藻类作物保护策略的潜在方法包括但不限于:①通过定向进化、基因改造或者育种开发抗虫害菌株;②确定感染的遗传标记,并将其作为成功缓解虫害战略的目标;③改变池塘培养基的组成、减少培养时间或者使用添加剂等来减轻虫害;④开发机械方法来保护作物,如清除或有选择地消灭害虫等;⑤合理配置混养系统,提高藻类养殖的稳定性、适应性和效益;⑥水/介质的回收/再利用以及与作物保护有关的回收策略;⑦将多种作物保护方法整合成一个成功的栽培策略,类似农业中的综合虫害管理。


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