5. 2020 年 12 月,能源和减排部长宣布生物甲烷是 ERF 方法开发的优先事项,CER 将推进这项工作。 6. 2021 年 8 月 20 日,能源部长同意通过加快程序修改《国家天然气法》、《国家能源零售法》及其下属文件,将氢气混合物、生物甲烷和其他可再生甲烷气体混合物纳入国家能源监管框架 [https://www.minister.industry.gov.au/ministers/taylor/media-releases/energy-national-cabinet-reform-committee-1]。
最近的立法要求电力公用事业公司以高昂的成本向客户购买生物能源发电厂的电力。在2012年的SB 1122(卢比奥)下,加利福尼亚州要求公用事业公司从生物能源植物中共同购买250兆瓦(兆瓦)的电力,其中包括从森林供应的木本生物量的50兆瓦。6 As a result, in 2014, the Public Utilities Commission established the BioMAT program (Bioenergy Market Adjusting Tariff), a feed-in-tariff that effectively requires California's three investor-owned utilities—PG&E, SCE, and SDG&E—to purchase bioenergy at a price set by the CPUC.换句话说,它为生物能源设施的大小不足5兆瓦提供了超过市场价格的保证。这实际上是对生物能源植物的补贴,其成本通过纳税人。
仅催化在化学工业中的潜在未来影响,催化剂和相关过程的改善可能会节省13个Exajoules的能源和1千兆2的CO 2(到2050年),而与“商业与常态”的情况相比。*
事件摘要确定基因功能是主要生物能源作物高粱 (L.) Moench 的一个重要目标,特别是与其显著的非生物胁迫耐受性相关的基因。然而,对与这些性状相关的基因的详细分子理解有限。我们对高粱进行的深入转录组研究表明了这一点,研究表明其近 50% 的转录组尚未注释。在本报告中,我们描述了转化高粱所需的全套工具,以便验证和注释基因。我们首先努力修改一种转化方法,该方法使用形态发生基因 Baby Boom 和 Wuschel2(胚珠发育蛋白 2)来加快转化速度并扩大适宜的基因型。根据我们的经验,转化不含形态发生基因的 RTx430 需要约 18 到 21 周,而使用含有形态发生基因的方法生成 T 0 植物则需要约 10 到 12 周。利用形态发生基因还可以转化几种以前未转化或历史上难以转化的高粱基因型,即快速循环 SC187、保绿 BTx642、BTx623 和甜高粱 Ramada。为了通过工程验证候选基因,同时引入形态发生基因,开发了一种称为利他转化的共转化策略。为了完成对目标基因(八氢番茄红素去饱和酶)的编辑,我们创建了新的构建体,其中也包括形态发生基因。为了能够全面表征转化植物,我们采用了技术来确定高通量水平的拷贝数和事件的独立性。通过这些努力,我们创建了一条从农杆菌感染到高通量分子基因分型的完整途径,可用于确定基因功能并加快这种广泛种植的生物能源作物植物的基础遗传研究。
2.1 先进生物燃料 先进生物燃料可以在替代化石燃料和减少排放方面发挥重要作用,但由于技术、经济和基础设施问题,许多生物燃料尚未完全建立。主要挑战之一是可持续生物质的成本和经济上可行的转化技术的准备情况。规模效应是生物质生产和转化的重要因素。大规模生物质生产需要大面积,这可能具有挑战性。依靠可持续生物质和多种作物等最佳农业实践是关键要求,因此即使是传统的废物转化过程也可以显著升级,以更好地与生物燃料合成过程相结合,从而实现有机原料成分的更高价值增值。从各种废物和残留物(农业残留物、城市垃圾的有机部分、污水污泥等)生产沼气并升级为生物甲烷已成为一种很好的选择,现在可用,用于运输中的车辆燃料和绿化绿色天然气网络。生物甲烷还可用作原料和天然气的替代品,以生产一系列生物基化学品。生物甲烷还可以储存起来以备将来使用,例如使用压缩天然气 (CNG) 和液化天然气 (LNG) 加气基础设施以液化生物甲烷 (LBM) 或压缩生物甲烷 (CBM)。还应注意的是,中间生物质能载体与绿色氢(化学结合到例如液体载体上)相结合,为短期和长期的能源储存提供了一种有趣且经济有效的方法。
本研究对北欧国家芬兰、瑞典、丹麦和挪威的生物能源和可再生能源状况进行了比较评估。哪些因素导致北欧国家目前大量使用可再生能源,尤其是生物能源?可再生能源的来源是什么,可再生能源在哪里使用?本文按时间序列描述可再生能源利用的发展情况,并将其与欧盟的总体发展情况进行比较。所有北欧国家的可再生能源消耗都很高,并且已经达到了欧洲 2020 战略规定的最终能源消耗总量目标,而欧盟则落后于 20% 的目标。2018 年,北欧国家共使用了 53.1 百万吨油当量可再生能源,占最终能源消耗(103.3 百万吨油当量)的 51%。生物能源约占可再生能源的一半,为 25.8 百万吨油当量,预计还会进一步发展。尤其是挪威和瑞典,可再生能源的份额较高(分别为 73% 和 55%),而芬兰和丹麦的份额分别为 41% 和 36%。挪威以水力发电而闻名(2018 年可再生能源 (RES) 份额为 81%),丹麦以风力发电而闻名(20%),而芬兰利用大量生物质进行热电联产和供热(79%),其次是丹麦(64%)和瑞典(55%)(2018 年)。在欧盟层面,生物能源在可再生能源生产中发挥的作用甚至高于北欧国家(2017 年为 56%),预计到 2020 年代,生物能源将在供暖和制冷、发电和运输等所有终端使用领域继续增长。
图 4. 运输部门的生物燃料产量(2015-2017/2018 年、2030 年和 2050 年的计划能源情景和转型能源情景)以及转型能源情景中 2017 年和 2030-2050 年的生物甲烷产量 26
另一方面,随着世界各地大型发电厂越来越多地使用木质颗粒作为煤炭的替代品,人们对其可持续性和温室气体减排效益的怀疑和批评也越来越多 6 。背景是,英国、荷兰和丹麦等森林资源不丰富的欧洲国家对木质颗粒的进口量一直在增加。如上所述,颗粒产量最近确实在增加,但 3700 万吨木质生物质颗粒相当于 0.66 EJ,仅占生物能源总供应量的 1.1% 7 。此外,仅为能源用途而砍伐森林的情况很少见,实际上,大多数采伐和间伐都是为了建筑材料和公共功能,以维护水资源和生物多样性 8 。
两个对国家能源和环境安全至关重要的领域推动了 BER 的研究议程:(1)开发具有成本效益的生物燃料和生物产品;(2)提高理解、预测和减轻气候变化中能源生产影响的能力。为此,BER 投资了植物和植物-微生物相互作用研究,目标是推动利用国内木质纤维素生物质和油籽作物生产生物燃料和生物产品。这些努力增加了对原料生产力背后的生物机制的理解,并促进了采用可大规模复制的新型高效生物能源战略的下一代生物能源作物的开发。然而,在开发在不同环境条件下具有优异生长和产量的旺盛作物方面仍然存在一些知识空白和挑战。BER 寻求