生物燃油汽车

食物为我们提供热量,也为发动机提供动力。在能源危机中,巧克力下脚料、餐厨剩油、屠宰场的废弃鸡肉脂肪都被投入油箱,填补矿物燃料的缺口。但食物垃圾只是生物燃料的小半,大半的生物燃料来自大片的油料作物种植园。东南亚、拉美等地区正在规划大面积种植油料作物,生物燃料开始跟粮食抢夺水源,跟雨林争夺土地。


英国普尔港的码头,一辆破依维柯拖来了两辆更为破旧的“陆地巡洋舰”和一个油罐。车窗和车身上贴着大号不干胶,拼出“生态大卡”和“生物燃料”字样。车主,34岁的伦敦人安德鲁•派格(Andrew Pag)和39岁的普尔港人约翰•格雷姆肖(John Grimshaw),两个环保主义者兼探险爱好者,正忙着装箱上船,开始他们“烧着巧克力过撒哈拉”的旅行。


糖果的甜香从油罐里溢出来,混进咸湿的海风里。油罐里装着他们全程7,250公里所需的全部燃料——2000升生物燃料,这些生物燃料全部来自糖果厂。Ecotec公司(2012年奥运会的环保服务提供商之一)从填埋场里拯救出了糖果厂抛弃的巧克力下脚料,用乙醇改变了可可脂的分子结构,把4000公斤巧克力制成了生物燃料。这些燃料将支撑着两个英国人穿越撒哈拉。


船将从普尔港出发,把他们运到马里的廷巴克图(Timbuktu)。在英文中,廷巴克图的意思就是“爪哇国”——遥不可及的地方。派格打趣说:“如果这次巧克力能把我们送到‘爪哇国’,那废植物油、动物脂肪也能胜任城市交通。”他们选择生物燃料,是因为它的排放量相当于矿物燃料排放量的十分之一。为了贯彻环保,他们的三辆车全部来自废车场。他们的行李里还有一台生物燃料制备机,这台机器将捐献给马里慈善组织,该组织承诺会指导当地妇女收集饭馆的废弃植物油,制成燃料。


石油坑害了生物燃油


生物燃油来自动植物油脂,包括甲酯、乙酯、甲醇、乙醇。相对于以石油为代表的矿物燃油,生物燃油的燃烧效率更高,从而减少了因燃烧不充分而产生得的碳氢化合物和一氧化碳。生物燃油中不含硫,不会产生二氧化硫。花生油,大麻油、玉米油、动物脂肪和餐馆废植物油都能为制造生物燃油提供复杂脂肪酸。相对于以石油为代表的矿物燃油,生物燃油的燃烧效率更高,不会产生二氧化硫,排放的碳氢化合物和一氧化碳也相对少。


1898年,鲁道夫•狄塞尔(Rudolf Diesel)在巴黎展示了他的第一台柴油内燃机。也许称之为花生油机更贴切,因为在最初的二十多年里狄塞尔的内燃机烧的都是花生油。在柴油机和蒸汽机对决的那段日子里,生物燃油比煤更易得,成为前者炫耀的资本。


几年后,哈里•福特(Henry Ford,美国,福特汽车的创始人)设计了烧生物燃油(乙醇)的Model T型汽车。福特和狄塞尔一样,对生物燃油信心满满,1908年,他在美国中西部建起了一个生物燃油工厂,和新泽西州标准石油公司合作见了许多加油站,同时提供乙醇和汽油。二十世纪二十年代,在美国中西部,生物燃油和汽油的销量比一度达到1:4。


1920年,新泽西州标准石油公司中止了和福特生物燃油的合作,石油老大(包括洛克菲勒)对生物燃油发动了战争三部曲。一、推出狄塞尔Ⅱ号,这种内燃机只能烧烧柴油。二、反对大麻,大麻籽油是美国生物燃油的重要来源。他们在报纸上连续发表“反毒”报道,要求联邦政府限制大麻种植。限制大麻种植的大麻捐税条例不久出台,失去了原料的福特公司的生物燃油厂随即倒闭。三、修更多的路,因为“修路才是解决运输交通的终极方案”。让公路网遍布全国,再让公路网上泡满汽车,公路网边站满只提供柴油和汽油的加油站。


石油想把生物燃料赶出局,当年的柴油价格也确实比生物燃油便宜,但二战给了后者生机。1940年以后,美国联邦政府提出“为胜利种大麻”的口号,呼吁农民重新种植这种从殖民地时代开始为新大陆经济作贡献的植物,为盟军“加油”,大麻为美国军队提供了包括燃料在内的大量军需。而轴心国,也忙着收购玉米、大豆,用生物燃料推动他们战争机器。



1997年来自路易斯安那的研究生Josh Tickell开始了一次房车环美行,他的Winnebago房车的燃料来自美国快餐企业的废油。他的目标是宣传一种可代替石油的燃料——植物油。2007年已经是他宣传活动的第10年。他建立了非营利组织——Veggie Van ,通过打标语,在学校设宣传点,公路巡游,宣传生物燃油和其他可再生能源。Tickell的房车以每小时112公里的时俗,跑完了四万公里,用掉了许多新植物油和废植物油。每加仑植物油可以把这个移动的家往前推40公里,排出来的炸薯条味的尾气。

废油驱动格拉兹


一直到1970年的第一次石油危机,生物燃油才趁OPEC(石油输出国组织)抬高油价的机会悄然归来。


2003年6月3日,奥地利东南部城市——格拉兹(Graz),废植物油驱动了全市所有的公共汽车(140多辆)。6月3日当天,新城加油站附近一直塞车,这是政府为公共汽车准备的生物燃油加油点,排队等油的公共汽车阵中也夹着来凑趣儿的家用车。


为了收集足够的废植物油,格拉兹市已经努力了十三年。1990年前后,格拉兹市开始向爱吃炸制食品的市民灌输废油回收的观念,宣传活动包括:


一、给不参加废油回收的餐馆发宣传单,找专人上门宣传。


二、让公共汽车和出租车帮忙散放的宣传单和装废油的容器。给出租车司机开废油再利用的免费课程。


三、在废油回收车进社区前,先给在该社区中抽取2000户发放传单,向他们宣传废油可以用作公交和家用车燃料,然后对其中一部分人电话回访或问卷调查。


四、在公共场所和重要集会上设流动咨询点,解答市民提出的关废油回收的问题。


这些措施让煎锅里植物油的大部分回到了生物燃料制造厂。2003年,格拉兹市从本地餐馆回收餐厨废油180吨,从本地家庭回收废油80吨。这些废油够26辆公共汽车跑一年。


2005年年初,美国阿肯萨斯大学(Arkansas University)的Mack Blackwell 运输中心和化工领域的科学家们开始尝试鸡肉脂肪制成生物燃油,并以5%至8%的比例与矿物燃油混合使用。这些脂肪是肉制品加工厂从鸡胸或鸡翘等部位剔出的废料。这些废料的以往归宿是做成宠物食品或肥皂。与植物油相比,动物油脂的酯化过程更为复杂。参与该项目的研究员Brian Mattingly把鸡肉脂肪分为贵的和便宜的两组,便宜的一组脂肪酸含量高,在反应过程中生成粘稠的脂肪酸盐,燃油质量因此打折扣。Mattingly说,虽然动物脂肪燃油也很高效环保,但动物脂肪更容易凝结,所以只适于温暖地区。尽管如此2007年年初,美国密苏里州仍然建起了大型动物油脂燃料加工厂,用容量为7,500加仑的油罐车把小山一般的固体鸡脂肪运进厂,分四次投入2000加仑的反应器。鸡脂肪在反应器中被提纯混上豆油后制成生物燃油。该厂预计年产量1360万升,除了鸡肉脂肪,也染指猪油和牛油。


雨林里的燃油田


71岁的(英国)的阿尔文•惠尔迪科(Alvin Whitticombe)家住威尔士,他把闲暇时间大半花在自家花棚里,那儿放着他的家用生物燃油设备。惠尔迪科每隔几天就去街角的商店里买一次植物油,倒进机器里,坐在旁边听它如何吱吱嘎嘎地搅拌,等着植物油变成生物燃油。他说:“我不是科学爱好者,但制造生物柴油并不难。本地的消防队来检查过我的柴油作坊,不过他们挺满意,没有噪音也没有异味。”惠尔迪科每年生产1,500升柴油。他的柴油够三辆汽车用。


在英国,已经有几千个家庭生物燃油作坊。自制燃料的价格相当于加油站燃料价格的十分之一。自制燃料的加工设备价值700美元,机器不大,可以放在花房或者车库里。每升燃料的成本合9便士,加油站的燃料价格是96便士。用废植物油的话,可以向餐馆要(他们每周都会有大上百升的废油需要处理)。2007年6月,英国政府调整了对自制燃料的征税规定,允许公民每年自制2,500升燃料,这些燃料够一辆家用车跑4万英里/6万七千公里。此前,家庭自制生物燃油必须上每升28.4便士的税。


自制燃料热衷者们在2007年秋天在内瓦克(Newark) 召开一个经验交流会。会议间歇,会员们想出来透透风,却撞上了的反生物燃油联盟的示威队伍。反对者们认为对生物燃油的环保宣传中水分很大,生物燃油其实是伪环保。目前,废油燃油只占生物燃油的一小部分,生物燃油的大部分来自大豆、玉米、甘蔗、木材。


不久前,墨西哥政府公布的一项生物燃料发展计划,2012年墨西哥将拿出30万公顷的土地,专供生物燃料的农作物生长。墨西哥农牧渔业、乡村发展部长解释说,扩大生物燃料原料农作物种植面积可以更加合理利用土地,提高农产品附加值,帮助农民增加收入,促进该国的农业发展和农村就业。


目前拉美和东南亚的很多国家都对生物燃料寄予厚望,希望借此实现能源自给。斯坦福(SRI)咨询公司的一项研究表明,到2010年,亚洲有望超过北美、成为仅次于西欧的世界第二大生物柴油生产地区。到时候东南亚将成为最重要的生物燃油生产基地。


在不久前的“世界水周”上,专家们警告说,燃料在和粮食竞争,内燃机在和人类争夺口粮、土地和水资源。有一些国家会为种植生物燃料开荒,森林和生物多样性也会因此受到消极影响。


自制燃料速成手册(永恒之旅组织Journey to Forever 提供)


配料:


从超市买来的未使用的烹调用植物油 1升


浓度99% 的酒精 200毫升


碱液(氢氧化钾或氢氧化钠)少许(催化剂用)


(氢氧化钠的纯度至少要达到97%,用量为3.5克;


氢氧化钾的浓度要高于85%,用量为5.8克;)


旧搅拌机 1台


精确到0.01克的天平 1台


装植物油和酒精的量杯 1个


容量为半升的半透明的带盖并可以拧紧的塑料容器(HDPE高密度聚乙烯)1个


和量杯匹配的漏斗 2个


容量2升的带盖PET塑料瓶 2个(清洗用)


布胶带 1卷


温度计 1支


(以上所有器具必须保持干燥洁净)


步骤


1、把酒精通过漏斗倒入HDPE杯,通过第二个漏斗向杯中加入碱液,盖紧杯盖。充分晃动杯子,(不要上下晃)。杯中的液体因剧烈反应而发热。大约一分钟后,碱液会完全溶于酒精,生成甲醇钠。


2、将植物油加热到55度(温度计测量),倒入搅拌机,再倒入HDPE杯中的甲醇钠。盖上搅拌机的盖子,开始搅拌。选择低速档,让机器运转20至30分钟


3把搅拌机中的液体倒入容量为2升的PET塑料杯,盖紧。


4、12至24小时后,瓶底出现颜色略深的甘油,甘油是反应的副产品。小心地分离出上层的浅色液体,这就是生物燃油,将它倒入另一个PET杯中保存。生物燃油的颜色会因原料不同而略有差别。如果原料是厨房废油的话,生物燃油的颜色会更深。


注意事项


量取氢氧化钠(或氢氧化钾)和酒精的动作一定要快,因为它们会迅速吸收空气中的水分,而水会阻碍成成生物燃油的反应。


倒入植物油前,需要检查搅拌机的密封性是否良好,内部是否干燥清洁。


安全提示


碱液危险,注意不要让碱液沾上你的皮肤和眼睛。在制作生物燃油之前,确保你的孩子不在周围,让制作过程远离食物。碱液会与铝、锡、锌发生反应,所以请用高密度聚乙烯、玻璃陶瓷或不锈器皿来盛。


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