新的乙醇转化方法可以减少40%到96%的温室气体排放

提高可持续性的一个方法是减少运输过程中的碳燃料排放。2017年，该行业的温室气体排放量超过了美国其他行业根据美国环境保护署(United States Environmental Protection Agency)的数据，美国的温室气体排放量占全球的近30%。

研究人员正在探索的一种降低排放的策略是生产可再生燃料，比如可再生航空燃料，而生物燃料的生产已经到位，比如成本低、燃烧更清洁、可广泛使用的乙醇燃料。但要使这一策略奏效，首先必须将乙醇转化为碳氢燃料，这一步骤可能会增加总成本。

今天公布的一项开拓性研究揭示了Vertimass新的综合、低成本的方法，将乙醇转化为混合燃料，可以减少40%到96%的温室气体排放。这一发现标志着droin或可互换生物燃料的发展取得了重大进展，并可促进研究以促进其在航空、航运、长途卡车和其他重型运输形式中的应用。

该发现背后的多学科团队代表了广泛的学术和工业机构，包括来自美国能源部阿贡国家实验室、能源部国家可再生能源实验室和橡树岭国家实验室的研究人员。

这项研究背后的研究人员利用催化和工艺发展的最新进展，开发了转化乙醇的新方法。与需要三步走的传统方法不同，新的进展让研究人员创造了一个结合这三步走的转换过程，这一措施可以降低转换成本和环境足迹。

为了全面了解他们的一步转化过程，即合并醇脱水和低聚化，或CADO的影响，研究人员通过一个称为生命周期分析的过程来评估他们的系统对环境的影响。研究人员还评估了他们的方法的技术和经济影响。

为了解决这一问题，研究小组求助于Argonne的研究小组，该小组致力于研究温室气体、管制排放和交通运输中的能源使用(GREET)模型，这是一个强大的分析工具，可以模拟各种车辆和燃料系统的能源使用和环境输出。全球近4万人使用的GREET平台可以分析多种车辆和/或燃料系统，从原材料开采或提取到处理或排放，从而计算整个过程的能源使用和排放水平。

“GREET是目前唯一能够全面了解整车和燃料系统的能源和环境影响的工具之一，”该研究的联合作者之一、阿尔贡的GREET团队负责人迈克尔·王(Michael Wang)说。

Argonne的研究人员使用GREET来计算由不同原料和转换方法生产的碳氢燃料所产生的生命周期温室气体排放。分析的一些原料——也被称为原料——是玉米和甘蔗，这是第一代的原料，以及甘蔗秸秆和玉米秸秆，这是非食物生物质，或第二代的原料。

Argonne能源系统分析师Pahola Thathiana Benavides表示:“用于制造乙醇的原料和转化途径的不同，会产生不同程度的温室气体排放。”

Wang和Benavides的分析表明，根据原料和转化途径的不同，使用CADO转化工艺生产的混合烃可以减少40%到96%的温室气体排放。谷物的温室气体排放量下降了40%，甘蔗汁下降了70%，纤维素生物质(如甘蔗秸秆和玉米秸秆)下降了70-96%。

贝纳维德斯说:“为了实现更可持续的发展，我们将需要排放更少、经济上可行的燃料。”“这项工作是一个令人兴奋的指标，表明建设这样一个未来是可能的。”

这项名为“湿乙醇一步催化转化为可替代燃料混合燃料的技术经济和生命周期分析”的研究发表在《美国国家科学院院刊》上。