道达尔能源:瞄准生物液体燃料未来
来源:中国能源网 2022年12月06日 16:35 作者:慕悦
2022-12-06 16:35 来源:中国能源网 作者:慕悦

说起微藻,您能想到什么?是像苔藓和藻类的结合体一样大量繁殖漂浮在水面上的“水华”?是用显微镜才能辨别形态的微小生物?是诸如螺旋藻这样早已广为人知的保健品?……但您能把这小小的微藻和能源革命挂上钩吗?您知道这微不足道的微藻能造出生物燃料吗? 当前,法国能源巨头道达尔能源(TotalEnergies)正与威立雅集团(Veolia)联手加速开发利用二氧化碳培养微藻的技术研究。

说起微藻,您能想到什么?是像苔藓和藻类的结合体一样大量繁殖漂浮在水面上的“水华”?是用显微镜才能辨别形态的微小生物?是诸如螺旋藻这样早已广为人知的保健品?……但您能把这小小的微藻和能源革命挂上钩吗?您知道这微不足道的微藻能造出生物燃料吗?

当前,法国能源巨头道达尔能源(TotalEnergies)正与威立雅集团(Veolia)联手加速开发利用二氧化碳培养微藻的技术研究。双方将利用各自专长,以生产生物燃料为长期目标,在道达尔能源运营的La Mède生物精炼厂开展一项为期四年的研究项目,寻求创新的系统和高效的方案用以培养微藻,同时开发藻类生物质形成有效的碳捕集解决方案。

变废为宝的“零碳”能源

发展生物燃料是实现液态燃料脱碳的一种路径。生物液体燃料是生物质能利用的重要形式之一,在生产和使用过程中可以形成二氧化碳的循环,因此属于“零碳”能源。

目前,市场上超过90%的生物液体燃料是以粮食、糖类作物、可食用油料为原料的第一代燃料,例如道达尔能源发展的由乙醇生产的乙基叔丁基醚(ETBE)和植物油甲酯(VOME)。第一代燃料技术虽然成熟,但其开发过程对耕地需求较高,且会造成一定程度的环境冲击。第二代生物液体燃料以木质纤维素、非食用油料、动物脂肪、餐饮废油等为原料,为符合欧盟设定的目标,道达尔能源当前正在开发这类燃料,将丰富以第一代燃料为主导的产品组合,大程度上改善环境影响。但目前,第二代燃料技术尚未完全成熟,生产成本仍然较高。第三代生物液体燃料以微藻油为原料,仍处于技术研发阶段。瞄准生物质能的未来,道达尔能源正在加强第三代燃料的研发,在降低环境足迹的基础上,进行碳捕集。

微藻不是一个物种的名词,而是指那些在显微镜下才能辨别形态的微小藻类群体,有两万多种。能够制油的微藻也不是时常爆发赤潮、蓝藻的海藻,而是经过筛选和再造的最适宜的藻种,微藻细胞中含有高达70%的微藻油,光合作用效率较高、生长周期短、固碳能力强,而且不与粮争地、不破坏生态、适应环境、适合工业生产,是生物技术合成生物柴油的最佳原料,也是理想的可再生能源。

微藻制油的原理其实很简单。在光合作用下,微藻可捕获空气中的二氧化碳,结合废水中的氮、磷等物质,将它们转化为藻细胞中的蛋白和糖类脂质等,然后利用物理或化学方法把细胞内的油脂转化到细胞外,提炼加工从而产出生物柴油,在固碳的同时可提供电能,释放氧气。而且,如果没有二氧化碳,微藻不但不生产油,反而有害。

据悉,微藻制油技术真正起步于2007年,之后由于当时石油价格低迷,减少碳排放也未被提上议程,世界对微藻制油的研究便中断了一段时间。但在石油价格大幅上升,粮食短缺问题日渐突出的当下,微藻制油产业具有广阔的发展前景,吸引了像道达尔能源这样的能源巨象纷纷注资。

全盘精准布局

作为欧洲领先的生物燃料生产商,道达尔能源对生物燃料的开发始于1992年。20多年来,该公司以成为生物燃料领导者和开发创新生物燃料为目标,积极研究所有生物质转换的解决方案,一直在生物燃料研究、生产和分销领域走在前列。

可持续航空燃料的发展,是道达尔能源为航空业应对碳中和挑战而采取的战略途径之一。

2019年4月,道达尔能源投资2亿欧元,将La Mède炼油厂改装成为法国首座生物燃料工厂。2021 年起,道达尔能源开始在La Mède和Oudalle 工厂为法国各大机场生产由废旧食用油制成的生物喷射燃料。2022 年,道达尔能源在诺曼底的综合工厂启动生产可持续航空燃料。目前,道达尔能源正计划投资逾5.841亿美元,将Grandpuits 炼油厂改造成零原油的综合工厂。2024 年起,该工厂将生产由动物脂肪、废旧食用油及其它来自循环经济的废物和残渣制成的可持续航空燃料、生物柴油和用于生物塑料的生物石脑油等,以达到该公司每年40万吨的生物燃料产能。同时在此之后,道达尔能源将不使用植物油作为原料。

生物燃料为船舶脱碳提供了一个较为直接的解决方案,因为生物燃料可以混入现有常规燃料中,无需对现有船舶开展新的技术研发。

今年6月29日,日本商船三井宣布与道达尔能源子公司TotalEnergies Marine Fuels合作在新加坡成功完成了首艘汽车运输船生物燃料运营。由商船三井运营的6400车位汽车运输船“Heroic Ace”号建于2003年,在6月11日通过船对船转运的方式加注了道达尔能源提供的生物燃料,在燃料加注期间船舶同时进行了货物装卸操作。随后,该船使用生物燃料作为动力前往阿联酋杰贝阿里。本次试验使用的生物燃料混合物由超低硫燃料油(VLSFO)与20%的第二代、基于废物和ISCC认证的UCOME(使用过的食用油甲酯)组成,从评估结果来看与传统燃料相比能够减少约17%的温室气体排放。商船三井对“Heroic Ace”号发动机和机械性能的初步分析也表明,船上的生物燃料具有很高的兼容性和安全性。

3个月后,道达尔能源的船用燃料部门表示,该公司已成功在法国达飞集团旗下一艘集装箱船上完成船对船生物燃料加注。此次使用的生物燃料,由极低硫燃油与24%的第二代、基于废物的、经ISCC认证的UCOME混合制成。

10月,道达尔能源船用燃料公司副总裁Louise Tricoire在2022年新加坡国际燃料供应展会上表示,该公司从2023年1月1日起将能够在新加坡为客户提供基于新UCOME供应链的生物燃料作为航运燃料,此举将减少20%—25%的船运温室气体排放。

此外,道达尔能源的生物燃料还在进军赛车运动。2021年8月,该公司曾透露其正在研发一款的100%可再生能源将用于包括法国勒芒 24 小时耐力赛在内的赛车运动。该款生物燃油由乙醇和红酒的残渣混合而成,将帮助发动机更有效地燃烧并减少空气污染,较传统赛车燃油减少65%的碳排放量。

据统计,2020年,道达尔能源已实现年产20万吨生物柴油和航空燃料。目前,该公司已设立逾750 个提供E85 超级乙醇的服务站,同时拥有以销售可再生能源为主的法国最大燃料网络,每年的生物燃料产能为50万吨,并计划通过可持续生产,在2025年前将生物燃料产能提升至200万吨,2030年实现每年500万吨,在2030年前将生物燃料年销售量每年增加10%以上。最终,该公司预计到2030年生物燃料将占其燃料销售的10%—15%,2050年实现净零排放。


【责任编辑:陶青 】

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