欧盟CARBIOW项目探索生物废弃物转化技术

在欧盟研究项目CARBIOW中,一个跨国合作联盟正致力于开发生物废弃物高效转化为可持续燃料的创新技术。达姆施塔特工业大学在该项目中成功验证了关键工艺环节。该校能源系统与能源技术研究所(EST)通过中试规模实验装置,首次在接近工业生产的条件下研究了新型生物燃料的气化过程。

CARBIOW项目的核心目标是将难以回收的有机废弃物——如城市有机垃圾或农业残余物(玉米芯等)——转化为航空燃料和船舶燃料的基础原料。工艺流程首先对原料进行烘焙处理(Torrefaction),即在约250摄氏度的缺氧环境下进行热解干燥。这一步骤显著提高了原料的能量密度,便于储存与运输。随后通过气化工艺将固体原料转化为合成气(主要成分为氢气和一氧化碳),再经费托合成等后续工艺,即可生产可持续航空燃料(SAF)或船用醇基燃料(如甲醇)。

该项目对全产业链各环节均开展了创新性研究。达姆施塔特工业大学机械工程系能源系统与能源技术研究所(EST)在Bernd Epple教授的带领下,重点负责气化及气体净化工艺的研发。该研究所独有的近工业级中试装置为研究提供了真实工况下的实验平台。本次实验累计使用木材颗粒与烘焙玉米秸秆等原料约七吨。
气化实验采用循环流化床技术。该技术通过热气流搅动细颗粒床料(通常为砂粒)形成流化状态。CARBIOW项目的突破在于首次采用钛铁矿作为床料——这种材料在其他流化床工艺中已有应用,具有独特的氧传递功能,能提升反应器内氧分布均匀性,其催化特性还可促进转化效率。实验证实该方案能实现较高的碳转化率,同时也揭示了处理新型生物质原料时仍需优化的技术环节。

达姆施塔特工业大学的中试装置凭借其接近工业生产的规模,使研究人员能够对完整工艺链进行现实可行性评估。CARBIOW项目成果将进一步纳入全生命周期经济性与生态环境影响评估,为产业投资提供决策依据。该项目尤其有助于推动航空、航运等难以电气化运输领域的脱碳进程,为欧洲可持续能源转型提供关键技术支撑。

CARBIOW项目隶属于欧盟“地平线欧洲”科研计划,由欧洲气候、基础设施和环境执行机构(CINEA)负责管理并资助。项目周期为2022年10月至2026年3月,汇聚了来自八个欧洲国家的十三个合作伙伴。项目总协调由西班牙Tecnalia研究与创新基金会承担。