1.国际油价持续走高,WTI原油涨超4%,会产生哪些影响?

2.在甲醇制丙烯工艺中的副产品中的C4/C5、C6+是什么东东,那位大虾告诉我,详细一点的最好有它的用途!

3.生物质的应用是什么?

国际油价持续走高,WTI原油涨超4%,会产生哪些影响?

化学原料和油价区别-化学原料和油价区别在哪

国际油价一路走高对我人们的生活会造成一定的影响,人们的出行成为了一个很大的问题,毕竟国际油价上涨,加油站一定不会坐视不理的。2021年6月初的时候,加油站加油一箱92加满已经需要400+的价格了。一看单价,92已经要接近7块钱了,95已经突破7块钱了。

油价的涨跌关乎着广大人民群众的生活,不仅仅是有车的人民群众会受到影响,就连没有车的人民群众的出行也会受到一定的影响。随之而来的影响不仅仅是在燃油制品这一个区域,社会上所有的事情都可能因为燃油价格的上涨而受到影响。

乍一听有些危言耸听,但是仔细想一想石油制品都有哪些就明白了。石油制品的范围之广是我们无法想象的,可以说城市人生活的地方,目光所及之处都可能有石油制品。

一、石油价格持续走高对社会的影响

石油是一个国家最重要的战略资源之一,也是人们生活中不可缺少的东西。国际油价的上涨产生的影响会体现在社会的各个方面。大到国家经济,小到人们的衣食住行都会受到影响。

一个国家的发展需要国家的经济足够稳定,而国际原油价格正是会影响这一因素的存在。好在我国的石油储备也是非常丰富的,一时间的国际油价变动并不会产生太大的影响。

但是,一旦国际油价持续走高,那么必定会对我们生活中的各行各业都会造成严重的影响,从而影响到在这个社会中生活的老百姓们。

二、石油的衍生品对于社会的影响

石油产品可分为: 石油燃料、 石油溶剂与化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等6类。光从这几大分类当中,我们就可以看出石油在如今社会当中不可或缺的地位。

还有一些大家没办法从只有制品的大分类中看出来的一些东西。比如说我们生活中随处可见的塑料制品,它的主要生产原料当中就有石油经过裂化裂解可以得到乙烯。这是我们日常生活中用到的很多东西的基本原料。

所以,国际原油价格上涨很可能影响到我们日常生活的方方面面。因为,有太多的生活用品都依赖于石油的衍生产品了。这些和石油相关的产品肯定会随着石油价格的变化而有所调整。

三、人们的生活需要一个相对稳定社会的环境

从石油的衍生品对于我们生活当中的各种产品的影响,我们可以得出一个结论。那就是,如果国际油价持续走高,那么势必会影响到我们生活的成本

生活成本一旦快速上涨,势必会影响到我们的经济发展。所以,国际油价的调整对于所有的国家和经济的发展都是有着非常大的影响的。

四、我自己所感受到的影响

在国际油价涨起来之后,我发现加满一箱油从以前的三百多元涨到了四百多元。作为一个车主,油价上涨的幅度实在是有些难以接受,不过也没有办法,油总得加,门总得出。只是相比之前,可以选着公用交通工具的时候,会优先考虑公用交通工具了。

在甲醇制丙烯工艺中的副产品中的C4/C5、C6+是什么东东,那位大虾告诉我,详细一点的最好有它的用途!

以甲醇或二甲醚为代表的含氧有机化合物是典型的一碳化合物,主要由煤基或天然气基的合成气生产。用以甲醇为代表的含氧有机物为原料生产以乙烯和丙烯为主的低碳烯烃工艺有国外的MTO,MTP工艺和中国科学院大连化学物理研究所(大连化物所)的DMTO工艺。这些工艺的原料基本相同,只是催化剂各有特色,目的产品不同而已。严格地说,这些工艺都是将含氧有机化合物催化转化为低碳烯烃,称之为OTO(Oxygenate To Olefins)工艺更为贴切。以美国UOP公司、Exxon-Mobil公司、中国大连化物所为代表的专利商提供的MTO,DMTO工艺所用的催化剂据公开报道均是SAPO系列金属改性的含硅磷铝氧化物分子筛,各家制造工艺不同,最终产品均是[SiO2],[PO2],[AlO2]四面体构成的8-12元环笼型状的晶体网架结构,适合MTO,DMTO工艺的SAPO分子筛催化剂的笼子环型口直径约为0.4-0.45nm,非常适合甲醇、二甲醚等含氧化合物分子进入笼内与活性中心发生生成乙烯、丙烯等目的产品的催化转化反应。总烯烃的选择性目前已经可以达到90%左右,乙烯质量产率为21%-25%,丙烯质量产率约为12%-15%,通过改变工艺条件,C2=和C3=的比率可在1.4-0.7。如果将生成物中C4+组分进一步反应和转化,C2=和C3=的收率将进一步提高,如果将一部分烯烃进行歧化反应,乙烯、丙烯的选择性还会进一步提高。德国Lurqi公司的MTP工艺所用的催化剂是改性的ZSM系列催化剂,具有非常高的丙烯选择性,副产少量的乙烯、丁烯和C5/C6烯烃,丙烯质量产率可达到25%-27%。MTP工艺所用的催化剂由南方化学(Sudchemie)公司提供,因为MTP工艺催化剂不像MTO工艺催化剂那样会迅速结焦失活,结焦很缓慢,不像MTO工艺那样必须用连续反应-再生的流化床型式,而可以用固定床反应器型式。

2 目前是发展甲醇制低碳烯烃工艺的良好时机

石油资源的局限性决定了我国发展乙烯工业不能够唯一性地依靠以石油轻烃为原料的管式裂解炉工艺,为了国家的能源安全,低碳烯烃生产工艺和原料必须多元化。在中国石油资源短缺,油价飙升的当今,即使今后石油价格会降低到不高于每桶40US$的水平,发展乙烯工业仅仅依靠石油轻烃为原料的管式裂解炉工艺仍然会遇到越来越大的原料难题。中国丰富的煤炭资源和相对低廉的煤炭价格为发展煤炼油和应用MTO,DMTO,MTP工艺提供了良好的市场机遇。而在中国天然气丰富的油气田附近,如果天然气价格低廉,也是应用MTO,DMT0,MTP工艺的极好时机。

从20世纪50年代起,廉价天然气逐步成为合成甲醇的主要原料。依据天然气生产成本和运输费用的不同,国外生产每吨甲醇的总成本为55-144US$,用石脑油为原料时则为186US$,用渣油为原料时则为156US$,用煤炭为原料时则为232US$。以天然气、油、煤为原料生产甲醇其相对成本比大致为100:140:150。全世界目前80%的天然气生产甲醇主要是德国Lurqi公司和英国ICI公司的技术。目前在建的天然气生产甲醇的装置规模最大为1.7Mt/a。很明显,煤基和天然气基制甲醇和甲醇制烯烃的MTO装置只适宜建设在管道运输成本低的大型天然气田附近。我国新疆有丰富的天然气资源,西气东输的天然气到上海的门站价格目前是1.32RMB?/m3,按照目前的市场价格,只适宜用于民用和发电,不适合作一碳化学化工工业应用原料。

3 机理

MTO的反应机理是甲醇先脱水生成二甲醚(DME),然后DME与原料甲醇的平衡混合物脱水继续转化为以乙烯、丙烯为主的低碳烯烃,少量C5=-C5=的低碳烯烃进一步由于环化、脱氢、氢转移、缩合、烷基化等反应生成分子量不同的饱和烃、芳烃、C6+烯烃及焦炭。大连化物所开发的SD-TO工艺是用合成气(或天然气)在固定床反应器中,利用金属(Cu,Zn)-沸石双功能催化剂,一步直接转化为DME,然后DME在流化床反应器中用小孔磷硅铝分子筛催化剂(DO-123)转化为以乙烯为主的低碳烯烃,从而可以省去甲醇脱水生成DME的步骤,简化了流程。

天然气或煤基合成气制甲醇已经是成熟的工业化技术。其下游的精制分离也采用成熟可靠的技术,由于原料单纯和洁净,混合低碳烯烃气体除再生带入的烟气杂质比管式裂解炉工艺稍高外,其他杂质含量还更低。因此天然气制低碳烯烃的技术关键是MTO,DMTO及MTP工艺本身及其催化剂性能。

大连化物所与UOP公司中试装置评价结果比较见表1。

早期的MTO研究多以中孔沸石ZSM-5为催化剂,虽然ZSM-5的水热稳定性好,但生成乙烯和丙烯的选择性差,乙烯加丙烯的选择性低于20%。进一步研究又发现,孔径在0.45nm左右的八元氧环小孔沸石,如菱沸石、毛沸石、T沸石、ZK-5,SAPO-17,SAPO-34等,由于孔径的限制,只能吸附直链烃、伯醇等,不吸附带支链的异构烃、环烷烃和芳烃组分,因此在这些小孔沸石上甲醇容易转化为C2=-C4=很少生成C6+的化合物,低碳烯烃的选择性好。MTO及DMTO工艺中所用催化剂的催化材料均是SAPO系列分子筛,仅仅是生产工艺不同,所使用的模板剂不同。目前常用的SAPO-34分子筛孔径比ZSM-5小,为0.4-0.5nm,而且孔道密度大,可以利用的表面积多,水热稳定性好,反应速度快。美国UOP公司MTO-100和中国大连化物所DO-123两种催化剂的性能相当,乙烯加丙烯的选择性均在80%左右。但大连化物所的催化剂价格低廉,具有比较好的市场竞争力。

4 甲醇制低碳烯烃工艺的工程技术

4.1 反应器的选择

甲醇转化的总一级反应速率为250m3/(m3?s),属于快速反应。研究表明,决定催化剂选择性的重要因素之一是催化剂上的积炭量,为了调节C2=与C3=的比值,除了改变工艺条件,也要适当调节催化剂上积炭量。小孔SAPO类沸石由于孔径结构的限制,容易在催化剂表面上积炭,适合催化含氧有机化合物转化为低碳烯烃的反应,容易满足待生催化剂对生焦率的要求。而中孔沸石,如十元氧环孔道的HZSM-5,由于独特的孔结构不利于缩合芳烃的生成和积累,生焦率和催化剂的失活率低于小孔沸石。不过目前也有实验报道,改进后的ZSM类型分子筛也适合催化含氧有机化合物转化为低碳烯烃的反应。

以上催化剂的反应机理决定了催化剂的反应周期非常短,需要频繁地再生,从而决定了MTO工艺不宜选择固定床反应器而只能选择连续反应再生的流化床反应器。循环快速流化床反应器和湍流流化床反应器是能够实现MTO工艺C2=与C3=比值大于1的反应器系统。

UOP/HYDRO-MTO的反应器型式是类似流化催化裂化的连续反应-再生方式。大连化物所中试阶段所用的反应器是密相循环流化床型式。有的专利推荐利用气固并流下行式超短接触时间流化床反应器,催化剂与原料下行,认为这样能够及时终止反应进行,能够有效地抑制二次反应的发生,低碳烯烃等目的产品的选择性更好,但这种下行式反应器目前在炼油行业尚未见工业化应用。

大型化的连续反应-再生的流化床反应器型式用得最多和最成熟的是炼油行业的催化裂化技术。表2表明了MTO,DMTO工艺与催化裂化技术在反应-再生方式上的主要不同点。洛阳石油化工工程公司为了拓宽我国乙烯工业原料的范围,多年来在公司技术委员会领导下,利用公司40年来积累的催化裂化工程技术理论,利用公司做过的一大批小到30kt/a、大到3.5Mt/a规模催化裂化装置的工程设计经验,对MTO,DMTO工艺的工程技术特点做了详细的分析和研究。研究结果表明,MTO,DMTO工艺所用的催化剂不同于催化裂化的分子筛,有其独特的对工程设计要求。MTO,DMTO工艺从本质上是不同于催化裂化的工程技术,仅仅是借鉴催化裂化两器流化的反应-再生形式,决不能沿用原有的催化裂化工程设计理念。MTO,DMTO工艺在工程技术上对催化剂流化、催化剂循环、剂醇比、催化剂再生、反应器过剩热量的取出、再生器的取热、油气脱杂质、含氧有机化合物的进料方式等均与催化裂化有本质的差别。对长期从事催化裂化的工程公司来说,通过与专利商的精诚合作,通过深入消化MTO,DMTO工艺和催化剂的特点,认为这些工程技术的区别仍然在已掌握技术范畴之内。只不过有些工程数据和参数在过去的催化裂化工程上没有实施过,需要在MTO,DMTO工艺的工程设计中第一次采用而已。

正是从上述的基本认识考虑,为了积极稳妥地开发具有我国自主知识产权的DMTO工艺技术,洛阳石油化工工程公司与大连化物所、陕西省新兴煤化工有限公司决定分两步合作实施1-1.5Mt/a规模DMTO装置建设:第一步先建设一套规模为50t/d(18kt/a)的工业化试验装置,验证大连化物所的DMTO工艺及其工业化放大的SAPO催化剂,验证许多不同于催化裂化的工程设计参数。期望通过较短时间的工业化试验,取得编制百万吨级DMTO工艺装置工艺包的全套数据。该试验装置的可行性研究已通过上级主管部门审查,预计2005年建成并投入试验。从50t/d规模的工业化试验装置放大到5000t/d规模的大型化工业装置,放大倍数是100倍,而由每年数百吨规模的试验性中试装置一步放大到每年百万吨规模则是数千倍的放大倍数。根据洛阳石油化工工程公司几十年从事催化裂化的工程放大经验,100倍是比较适宜和稳妥的放大倍数。因此依靠洛阳石油化工工程公司丰富和可靠的工程技术,依靠大连化物究所多年对DMTO工艺和催化剂的深入研究,能够确保按期建成陕西省新兴煤化工有限公司的DMTO工业化试验装置。

4.2 MTO工艺的中试试验数据

UOP/HYDRO-MTO工业性示范装置(甲醇加工能力为0.75t/d)采用最大量生产乙烯方案时的物料平衡见表3,C2=与C3=比值为1.45。如果将工艺条件改变为多产丙烯方案,C2=与C3=比值可降低到0.75。目前大连化物所中试的乙烯质量收率与UOP公司相当,质量收率可以达到22%-24%,丙烯质量收率达到12%-14%。

5 MTO工艺的初步技术经济分析

MTO或DMTO工艺的工业化应用前景不在技术本身而在以煤基或天然气基生产甲醇的制造成本。MTO或DMTO工艺并非要替代石脑油水蒸气裂解制乙烯工艺,而是因为石油轻烃原料不足将严重制约我国乙烯工业的发展。期望以煤基或天然气基甲醇的生产成本可降低到作为MTO或DMTO工艺原料可接受的程度,使其作为生产低碳烯烃的另一种原料和工艺。技术经济分析表明,只有在靠近天然气资源产地,天然气价格足够低廉的地区,MTO或DMTO工艺才有竞争力。

最近国外某公司进行了一套1.7Mt/a规模的天然气制甲醇装置的投资估算(见表4),说明天然气制甲醇只适宜建设在天然气生产成本低的产地。表4的数据说明,在中东、非洲等天然气开采成本非常低的地区,用天然气生产甲醇时,原材料只占生产成本的30%左右。而如果以煤炭为原料,除非煤炭地生产价格非常低,估计生产成本要比天然气为原料高出一倍左右,估计会达到100-130US$/t

生物质的应用是什么?

生物质的应用包括大量至关重要的而且常常可以反映政策的内容,包括能源、环境、农业、全球贸易、交通运输和土地使用规划等,这些内容极为复杂。生物质是极为丰富且有多种用途的可再生资源,目前占全球初级能源供应12%的份额,也占到了欧洲共同体初级能源供应的4%。各种假设与预测表明,2030—2050年,生物质在全球能源需求中将会达到15%~35%的比重。到2030年,欧洲共同体的初级生物能源潜力总量将达2.5亿~2.9亿吨石油当量,而在2003年,仅为0.69亿吨石油当量。

生物质燃料生产可能的途径

然而,如果没有任何补贴,生物质往往会无法与今天广泛使用的用于发电或汽车燃料的化石燃料竞争。但是,这种缺憾可能会变得并不重要,在能源供给中,生物质将会具有更大的潜能。

用生物质作为一种能量资源是自然碳循环的一部分,因为燃烧时释放到大气层中的二氧化碳量基本上等于在光合作用光合作用是指在生物体内从光能转化为化学能的一系列酶—催化剂过程。它的初始物质是二氧化碳和水,能量来源是光(电磁、辐射);而终端产物是氧(含有能量的)和碳水化合物,如蔗糖、葡萄糖、淀粉。这一过程是可以论证的最重要的生物化学途径,因为地球上所有的生物都直接或间接地依靠这种作用。这是一种发生在较高等植物、藻类以及细菌(如蓝藻)体内的一种复杂的过程。中被生物质所吸收的量。培育和转化生物质给料(指供送入机器或加工厂的原料)的非能源密集型加工技术具有一种二氧化碳平衡功能。生物质可以提供的能源形式包括热量、电力、气体的,液体的或固体的加热燃料和汽车燃料。三种主要的生物质能转化加工技术为:(1)热化学技术,如燃烧、热解和汽化;(2)生物技术,如发酵和酶的水解;(3)油脂化学技术,如植物油和动物脂肪的炼制。

从广义上讲,生物燃料(可以培育或栽培的称为“农业燃料”)定义为由源自亡不久的生物体(绝大部分为植物)构成的固体、液体或气体燃料。据此,可以与化石燃料区别开来,后者源自亡已久的生物质。从理论上讲,生物燃料可以产自任何(生物学的)碳源。最常见的植物都是具有能够俘获太阳能的光合作用的植物。许多不同的植物和源自植物的物质都可被用于生物燃料的制造。生物燃料的应用已经遍布全球,在欧洲、亚洲和美洲的生物燃料工业正在蓬勃发展,最常见的用途是车用液体燃料。所以,可再生的生物燃料的使用可以减少人们对石油的依赖性并提高能源的安全性。生物燃料的生产与使用的各种当代的要素有缓解石油价格的压力、食品与燃料之争、碳排放的水平、可持续性生物燃料生产、森林的滥伐与土壤流失的影响、人权方面的内容、减少贫困的潜力、生物燃料价格、能源的平衡与效率以及集中于分散生产的模式等。

最大的技术挑战之一,就是研发一些用特殊手段将生物质能转化为可供车用的液态燃料的方式。为达此目的,有两种最常用的战略:(1)增加糖类作物(甘蔗、甜菜、甜高粱等)或淀粉(玉米、谷物等)的产量,然后将其做发酵处理,生成乙醇(酒精);(2)增加那些能够(自然地)生产油脂的植物,如油棕榈树、大豆或藻类的产量。当这些油料被加热时,它们的黏度就会下降,这样就可以在柴油发动机内进行直接燃烧,也可以将这些油经过化学处理后产生燃料(如生物柴油);木材和木材的副产品可以被转化为生物燃料,如木(煤)气、甲醇或乙醇燃料。

从2006年的石油价格来看,一些生物燃料已经具备了竞争力(参见下表),如果石油价格长期保持高位的话,研究与开发工作将会使更多的生物燃料投入使用。随着人们对农作物关注的增加,有三种植物都可供利用:草、树木和藻类。草和树生长在干燥的土地上,但加工处理工艺比较复杂。目前的观点是将树的所有生物质(特别是由树的细胞壁构成的纤维素)转化为燃料。

与油类和油类产品价格相比的生物燃料价格

发展中国家的生物燃料

许多发展中国家都在建立自己的生物燃料工业。这些国家拥有极为丰富的生物质资源,而随着人们对生物质和生物燃料需求量的增加,生物质正在变得更有价值。世界各地的生物燃料开发的进度不尽相同,印度和中国等国正在大力发展生物乙醇和生物柴油技术。印度正在扩大麻风树属的种植,这是一种可用于生产生物柴油的产油作物。印度的糖酒精研究的目标是在车用燃料中达到5%的份额。中国是一个重要的生物乙醇生产国。开发生物燃料的成本也是非常高昂的。在发展中国家,生物质能可以为生活在农村的人们提供加热和做饭的燃料。牲畜的粪便和农作物的残余物常常被用作燃料。国际能源署的数据表明,在发展中国家初始能源中约30%是由生物质提供的。全球20多亿人用生物燃料作为他们的初始能源来源,用于户内做饭的生物燃料的使用往往会产生健康问题和污染。据国际能源署2006年的《世界能源展望》,生物质燃料使用时不通风现象已经造成了全球130万人的亡。解决这一问题的方法是改进炉灶和使用替代燃料。然而,燃料具有对生物(尤其是人)的伤害性,而可替代燃料则又过于昂贵。从1980年或更早以来,人们就开始设计生产出极低成本、较高燃烧效率且低污染的生物质能灶具。

“生物燃料的生产一直颇受质疑,因为生物燃料的生产肯定会提高农作物的价格,进而从整体上影响食品安全!”

问题在于教育与分配的缺乏、腐败横生以及外国的投资过少等。在没有帮助或资助(如小额信贷)的情况下,发展中国家的人们往往不能解决这些问题。一些组织,如中间技术开发集团(Intermediate Technology Development Group)的工作就是为那些无法得到生物燃料的人们建立使用这种燃料和替代燃料的设施。

目前生物燃料生产与使用的问题。人们认为生物燃料的优点在于:减少温室气体的排放,减少化石燃料的使用,增加国家能源的安全性,加快了农村的发展并为未来提供可持续性能源。生物燃料的局限性在于:生物燃料生产的原材料必须迅速得到补充,而且必须对生物燃料的生产过程进行创新性设计和不断补充,这样方能以最低的价格获得最多的燃料,而且能够获得最大的环境效益。广义而言,第一代生物燃料的生产加工仅能为我们提供极少的份额,造成这种现象的原因如下所述。第二代加工技术能够为我们提供更多的生物燃料和更好的环境效益,但其加工技术的主要障碍是投资成本:预计建立第二代生物燃料生产加工的成本高达5亿欧元。目前,关于生物燃料的有利与不利之间的争议时常出现。政治学家和大型企业正在推动以农作物为原料的乙醇生物燃料的进程,并以此为石油的替代品。实际上,这一措施正在加速全球粮食价格的飞速上涨,使得亚马孙河流域的丛林被毁灭,并使全球变暖加剧。

石油价格的调节

生物燃料使用的全球安全意义。如果石油需求量的增加未被抑制,则会使石油消费国更易受到伤害,严重时会使石油供给中断并会导致油价剧烈波动。有报道表明,生物燃料可能终有一天会成为一种可替代能源,但是,生物燃料的使用对全球能源安全的意义,经济的、环境的和公共健康的意义还有待于进一步评估。经济学家不同意生物燃料生产规模的扩大会影响石油价格的说法。在交易市场上,如果不使用生物燃料的话,石油价格将会比目前的还要高15%,汽油价格也会高出25%。可替代能源的有序供给将有助于平抑汽油价格。生物燃料的使用规模受到了极大的限制,而且成本昂贵,这使得它的价格与石油价格之间存在着极大的差异,由于这种能源成本的基本要素之一就是食品的价格,所以生物燃料的生产也代表着对食品价格的调节作用。

“来源于植物的生物燃料转化为能量,从本质上讲是植物通过光合作用获得的太阳能的再利用。太阳与可用能(与总量的换算)转化效率比较表明,太阳能发电板的能量效率是谷物乙醇的100倍,是最好的生物燃料的10倍之多。”

上涨的食品价格——“食品与燃料”之争。这是一个引起全球争论的话题。对此,美国国家谷物生产者联合会(National Corn Growers Association)就认为生物燃料并不是主要原因。一些人认为,问题在于政府对生物燃料支持的结果。另一些人则认为,原因在于石油价格的上涨。食品价格上涨的影响对于较贫穷的国家尤甚。在一些国家中,冻结生物燃料生产的呼声高涨,那里的人们认为生物燃料不应与食品生产展开竞争,更不能“人口夺食”!生物燃料生产所追求的目的应该在于不会影响到1亿多目前因食品价格上涨而处于危险边缘的人们的生活。

能源效率在物理学与工程学,包括机械与电子工程学中,能量效率是一个量纲一级量,其值介于0到1之间,当用100相乘时,以百分比表示。在一个处理过程中的能量效率以eta表示,其定义为:效率η=输出/输入,式中输出为机械工作的量(以瓦计),或是处理工程中释放出来的能量(以焦耳计),而输入则指输入供加工处理所使用的能量或工作量。根据能量转换原理,在一个密闭体系内的能量效率永远不会超过100%。与生物燃料的能源平衡。用原材料进行生物燃料的生产需要能量(如农作物的种植、最终产品的转化与运输以及化肥、灭草剂和杀真菌剂的生产与使用),而且也会对环境产生影响。生物燃料的能量平衡是由燃料生产过程中所输入的能量与它在汽车发电机内燃烧时所释放出能量的比较,这会因辅料和预计的使用方式而变化。从向日葵籽生产出来的生物柴油可以产生0.46倍于化石燃料的输出效率;从大豆产生的生物柴油所产生的输出效率则可达化石燃料的3.2倍。与从石油炼制的汽油和柴油的输出效率相比,生物柴油分别是前者的0.805倍,后者的0.84倍。

对于生物燃料来说,生产每英热单位的能量所需输入的能量要大于化石燃料:石油可以用泵从地下抽到地面,而且其能量效率要高于生物燃料。然而,这并不是一个用石油取代生物燃料的必需条件,而使用生物燃料也并不会对环境产生影响。人们已经进行了关于生物燃料生产能源平衡计算方面的研究,结果显示,因所采用的生物质和生产地点不同将会导致能源平衡的极大差异。生物燃料生产的生命周期评估表明,在某些条件下,生物燃料的生产仅仅限制了能量的储存和温室气体的排放。化肥输入和远距离的生物质运输能够减少温室效应气体(GHG)的储存。

人们可以设计生物燃料生产工厂的位置,以便尽量减少所需运输的距离,建立农业管理制度,以限制用于生物生产所使用的化肥量。一项关于欧洲温室气体排放的研究发现,用农作物种子(如欧洲油菜籽)所制成的生物柴油的“油井—车轮”(WTW)CO2排放量可能几乎与从化石燃料制取的柴油的CO2排放量相当。这表明一个简单的结果:产自淀粉类农作物的生物乙醇所产生的CO2排放量几乎与产自化石燃料的汽油的一样多。这项研究表明,第二代生物燃料具有低CO2排放量的特点。其他独立的LCA研究表明,同等当量的生物燃料与化石燃料相比,前者的CO2排放量是后者的50%左右。如果使用了第二代生物燃料生产技术或者减少化肥的生产,则可以减少80%~90%的CO2排放量。通过使用副产品提供热量(如用甘蔗渣生产乙醇),温室效应气体的排放量还将下降。

具有相互依存作用的植物的搭配能够提高效率。一个实例就是利用来自工业产生的废热进行乙醇的生产,然后进行冷却和循环,用于替代能够使大气升温的水热蒸发。

水力能由流动的水体产生的能量。

水力能或水动力能是活动着的水产生的力或能量。它可以被聚集起来供人类使用。在进行大规模的商业用电之前,水力能被用于灌溉和多种机械,如水磨坊、纺织机械的运转、锯木厂等。在一个工厂(作坊)里,可以通过下落的水产生压缩空气,然后利用这种压缩空气去推动远离水源的机械运行。

水力能的利用已有数百年的历史。在印度,建起了水轮机和水磨坊;在罗马帝国,人们用水力机械磨面粉,还用于锯开木材和石料。从蓄水池内释放出的水波浪能被用于提取金属矿——这就是所谓的“水清洗(矿石)法”。水清洗法在中世纪的英国得到了广泛的应用,后来的人们用此法萃取铅和锌。再后来,该法演化为水力选矿法,广泛应用于美国加利福尼亚州的黄金矿的淘选工艺中。在中国和其他远东地区,人们用水力作为“水轮机”,将水从地下抽到地表,引入灌溉的水渠中去。19世纪30年代是世界上运河的修筑高峰期,人们利用一种倾斜面的铁路借助水的能量在陡峭的上坡、下坡上拉动河里的驳船行驶。直接的机械能传递需要利用当地的瀑布,如19世纪后半叶,在美国密西西比河的圣安东尼(Saint Anthony)瀑布,水的落差可达50英尺,人们在那里建起了许多代客加工的磨坊,这些磨坊的建立促进了明尼阿波利斯(美国明尼苏达州东南部城市)的发展。水力能的利用也呈现网状发展,利用多条管线从源头将具有压力的液体(如泵)输往终端用户,以供机械的运行。如今,水力能的最大用途就是发电,它可以使人们用上来自水力的廉价能量。