[发明专利]燃料系统及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料系统和该燃料系统的制备方法。

背景技术

通常，燃料在热流或电流产生过程中作为能量载体。现有技术中，已存在很多种不同的燃料，其中主要是所谓化石燃料。

褐煤、黑煤、泥炭、天然气和石油是化石燃料的一部分，它们是在地球历史过程中的死亡植物和动物所形成的分解产物。化石燃料是基于碳循环，并以碳为主要的能量载体。世界范围的能源需求81％来自化石燃料，据推测，在未来25年内90％的能源需求将来自化石燃料。

化石燃料的开采始于18和19世纪，并被认为工业革命的基础。特别是在近40年，世界范围的能源需求和化石燃料的消耗的产物已经导致了环境问题。

化石燃料通常基于有机碳化合物，在燃烧的氧化转化过程中，该有机碳化合物以热量的形式释放能量。氧化转化过程的副产品是二氧化碳。

由于在化石燃料的燃烧过程中产生的二氧化碳，来自于已经储存数百万年的碳化物，大量的燃烧导致了地球大气聚集二氧化碳。

另一方面，二氧化碳常常被称为所谓的“温室气体”，能破环地球上的生态平衡。大气中的二氧化碳被认为可以降低从地球向宇宙的热量辐射，正如温室的玻璃屋顶，同时太阳对地球辐射只降低了很少。这被认为导致了全球变暖。

为了控制CO₂排放到大气中，欧盟考虑到京都协议(Kyoto Protocol)，已经确定气候保护目标，关于这一点已经引进了所谓排放证书。从2005年起，欧盟排放贸易指令(EUEmissions Trading Directive)要求欧盟成员国，在排放贸易初期每次上交国家分配计划(National Allocation Plan)。该计划固定了一个国家的每个较大排放者在一定时期内所允许的温室气体排放量。这些指令的第9款规定了欧盟委员会基于12标准对分配计划进行审查和批准。这关系到京都协议范围内国家自身利益的兼容性，企业的平等对待，以及欧盟竞争法的遵守。如果企业排放超出分配给它的允许量，企业必须从其他公司购买另外的排放权利。例如，这可以通过能源交易(Energy Exchange EXXA)实现。另一方面，如果企业排放低于分配给它的允许量，它可以将超出部分卖给其他企业。尽管如此，由于事实上降低了CO₂在大气中的含量，允许的排放量一步步地降低。

CO₂的主要排放者是具有高能源需求的工业和经济部门。例如，发电厂，石油精炼厂，炼焦厂，钢铁厂，水泥工业，玻璃工业，石灰工业，砖块工业，绝缘材料工业，陶瓷工业，以及纤维素和纸工业。

避免大气中CO₂积聚的一种方法是采用所谓的再生能源。一般而言，这些是风能、水能、太阳能、以及生物质作为燃料和生物气制造。尽管如此，如果生物质被用于能量载体，问题在于这些生物质与化石燃料相比具有明显较低的能量含量。另外一方面，生物质的优点在于它们从现有的碳循环中作为能量载体。这意味着，在地球历史上，如果生物质再次同时培养，作为生物质氧化转化的结果的二氧化碳，在不久之前产生，并随后很快直接由再生植物从碳循环中再次提取。从而，达到二氧化碳的平衡，并避免大气中二氧化碳的积聚。

尽管如此，由于其能量含量明显较低，现有技术中生物质燃料迄今为止还不足以为大工业提供足够的功效。此外，生物质作为燃料需要与化石燃料(例如，黑煤或褐煤)不同的燃料技术。这意味着一方面，释放一定量的能量需要燃烧较大量(与化石燃料相比)的生物质，另一方面生物质用于工业范围将需要昂贵的对已有燃料系统的更改。

除了其能量含量之外，生物质作为燃料与化石燃料不同点还在于，灰烬含量，挥发物质，氢含量，以及水含量。但是，这些因素对于工业用燃料很重要，因此常常不能在工业应用中将化石燃料换成生物质燃料。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种燃料，该燃料一方面更有利于生态环境，另一方面可以无限地开采用于工业应用。本发明的目的还在于提供一种该燃料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种燃料系统，该燃料系统的化石碳含量比化石燃料低，同时燃料的技术性能一样。

优选地，根据本发明的燃料系统包括至少两种不同的常规的化石燃料和至少一种生物碳原料(biogenic carbon donor)。

本发明的生物碳原料通常称为生物质(biomasses)。比较合适的生物碳原料是再生原料，例如木头、自然纤维、植物油、糖、淀粉、干燥蔬菜和谷物。