新型可回收無碳燃料“鐵粉”正助力荷蘭啤酒廠的生產

　　據報道，荷蘭一家啤酒廠正在使用鐵粉作為燃料，以展示其作為無碳能源的潛在用途。

　　微小的鐵顆粒在高溫下燃燒良好，在氧化時能釋放出能量，可用于工業過程或發電。2018年，埃因霍溫理工大學(EindhovenUniversityOfTechnology)的研究者首次展示了鐵燃燒過程的實用性。他們使用的是一個20千瓦的系統(與傳統的中央供暖鍋爐的功率水平大致相同)，用于發電、熱水和蒸汽。燃燒鐵粉只會產生一種直接的副產品：氧化鐵(鐵銹)，它可以通過電將其轉化回鐵，這也許是由碳中和循環中的可再生資源產生的。

　　據悉，荷蘭的Swinkels家族啤酒廠(SwinkelsFamilyBrewers)與金屬電力聯盟(MetalPowerConsortium)和埃因霍溫研究人員合作，使其位于巴伐利亞州的啤酒廠成為“世界上第一家將這一工藝投入工業規模的企業”。該系統的優點包括：鐵是世界上最便宜的金屬之一，它的普及程度和價格可承受性，以及它良好的能量密度。

　　事實上，鐵粉也很容易運輸，不需要特別的存儲。可以將其隨需攜帶，必要時進行燃燒，然后收集氧化鐵廢物進行更新。這在無法輕易轉向可再生能源的行業中尤其有用。

　　專家告訴我們：“鐵燃料的美妙之處在于，你可以隨時隨地釋放儲存在鐵燃料中的能量。如果你把鐵磨成粉末，它就會變得高度易燃，這種燃燒會以熱的形式釋放出大量能量。這種熱量可以滿足各種行業的能源需求。”

　　當前，大規模采用鐵燃料的主要障礙是：回收在此過程中產生的廢銹。但是，回收過程也可以用來保留太陽能電池板、風電場、水力發電和其他清潔能源所產生電力的部分多余能量，盡管研究表明這可能不是特別有效：

　　該系統的往返能量循環效率取決于再生過程中將能量注入到鐵中的過程。根據這篇2018年的論文，高效的氧化鐵電解可以將高達80%的輸入能量儲存在鐵燃料中，這個數字與使用現代氫氣分離得到的數字相似。

　　根據2018年的這篇論文，使用這種循環過程發電可能會接近40%左右的理論效率。生產可再生能源，然后以低效的汽輪機發電過程的形式丟棄60%的可再生能源，這看起來可能有點奇怪，但這最終可能成為一種靈活且經濟高效的方式來捕獲、分配甚至出口在不方便的時候產生的可再生能源，而這些能源不需要直接進入電網。

　　這項技術還有其他缺點。金屬燃料燃燒會產生氮氧化物，類似于碳氫燃料，這是由于所涉及的高溫，盡管氮氧化物的數量可能更少，而且可以通過巧妙的工程將其降到最低程度，但還是會產生。粒狀鐵粉也是一個問題。氮氧化物和微粒都可能需要使用過濾系統。

　　另一個主要技術障礙是在不產生大量二氧化碳的情況下回收鐵，這將需要開發上述高能電解技術。整個項目的經濟效益尚不明朗，最終也可能無法與更傳統的可再生能源相媲美。

　　埃因霍溫大學負責這項研究的團隊負責人表示：“目前已經有一個后續項目，目標是實現1兆瓦的系統，我們也在致力于系統的技術改進。今后，還計劃在2024年建成一個10兆瓦的系統。我們的雄心壯志是到2030年，將首批燃煤電廠轉變為可持續的鐵燃料工廠。”

　　目前，巴伐利亞啤酒廠安裝的循環鐵燃料系統每年可為生產1500萬瓶啤酒提供燃料。

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