生物油利用的根本问题在于，与传统化石燃料相比，它们化学性质不稳定、高度污染且能量不足。这种原始状态使得它们在未经大量且昂贵的预处理（通常称为“升级”）的情况下，无法与我们现有的发动机和炼油基础设施兼容。
虽然生物油是一种可再生资源，但其固有的化学性质——高粘度、低能量值以及氮和氧等腐蚀性污染物——为其作为石油的直接替代品大规模应用带来了重大的技术和经济障碍。
物理性质问题
原生物油的物理特性给储存、运输和使用带来了直接的实际挑战。这些特性与我们的系统所设计的精炼燃料有显著差异。
高粘度
生物油通常很稠，流动性差，尤其是在较低温度下。这种高粘度会堵塞燃油管路、污染喷油器，并需要专门的高能泵，从而使其在标准发动机和设备中的使用变得复杂。
较低热值
与同等体积的化石燃料相比，生物油所含能量较少。这种较低的能量密度意味着需要更多的燃料才能产生相同的功率，这会影响效率、储存要求和整体成本效益。
固有不稳定性
生物油化学性质不稳定，会随时间劣化。在储存过程中，其粘度会增加，并可能分离成不同相，这使其在没有持续管理或快速使用的情况下成为一种高度不可靠的燃料来源。
化学成分问题
生物油的化学成分是其最棘手挑战的根本原因。它是一种复杂的混合物，含有高含量的氧，并且根据来源的不同，还含有氮，这些都充当了强效污染物。
高氧和高氮含量
氧的存在使生物油具有酸性，并对标准储罐、管道和发动机部件具有腐蚀性。特别是藻类生物油，其氮含量高，这在精炼和燃烧过程中都会带来进一步的问题。
有害排放物（氮氧化物）
当高氮含量的生物油燃烧时，会释放氮氧化物（NOx）。这些是强效空气污染物和温室气体，受到严格监管，需要昂贵的后处理系统进行排放控制。
炼油厂催化剂失活
现有炼油厂依赖昂贵、寿命长的催化剂来处理原油。生物油中的氧和氮会起到毒害作用，迅速使这些催化剂失活。这使得在未经专门且昂贵的预升级步骤的情况下，不可能将生物油与常规原油“共处理”。
理解权衡：升级障碍
解决生物油化学和物理缺陷的方法是称为升级的过程。然而，这个过程本身也带来了重大的挑战，主要集中在成本和复杂性上。
升级的必要性
升级是一种预精炼形式，旨在去除有问题的氧原子和氮原子。这一步骤对于稳定油品、提高其能量值并使其与传统炼油设备兼容至关重要。
经济上不可行
目前的升级和纯化技术尚未成熟，也无法在大规模上实现经济可行性。将生物油升级为“即用型”燃料所需的能量和资源，往往抵消了其最初使用的经济和环境效益。
如何利用生物油
生物油的实用性完全取决于其预期应用，因为每种用途都会受到其固有缺陷的不同影响。
- 如果您的主要重点是用于固定式供热或发电的直接燃烧：您的主要挑战是较低的能量值、潜在的设备腐蚀以及氮氧化物排放管理。
- 如果您的主要重点是制造“即用型”运输燃料：需要进行密集的、多阶段的升级以去除污染物并提高稳定性，这是最大的技术和经济障碍。
- 如果您的主要重点是提取高价值化学品：主要障碍是缺乏成熟且经济高效的技术来从复杂的生物油混合物中分离和纯化目标化合物。
最终，释放生物油潜力的关键在于开发高效且经济的升级和精炼技术。
总结表：
| 问题类别 | 主要挑战 | 对利用的影响 |
|---|---|---|
| 物理性质 | 高粘度、低热值、固有不稳定性 | 堵塞设备、降低效率、储存不可靠 |
| 化学成分 | 高氧/氮含量、氮氧化物排放、催化剂失活 | 腐蚀性、污染性、与炼油厂不兼容 |
| 经济可行性 | 升级过程成本高、复杂性高 | 抵消经济和环境效益 |
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