新型可回收无碳燃料“铁粉”正助力荷兰啤酒厂的生产

　　据报道，荷兰一家啤酒厂正在使用铁粉作为燃料，以展示其作为无碳能源的潜在用途。

　　微小的铁颗粒在高温下燃烧良好，在氧化时能释放出能量，可用于工业过程或发电。2018年，埃因霍温理工大学(EindhovenUniversityOfTechnology)的研究者首次展示了铁燃烧过程的实用性。他们使用的是一个20千瓦的系统(与传统的中央供暖锅炉的功率水平大致相同)，用于发电、热水和蒸汽。燃烧铁粉只会产生一种直接的副产品：氧化铁(铁锈)，它可以通过电将其转化回铁，这也许是由碳中和循环中的可再生资源产生的。

　　据悉，荷兰的Swinkels家族啤酒厂(SwinkelsFamilyBrewers)与金属电力联盟(MetalPowerConsortium)和埃因霍温研究人员合作，使其位于巴伐利亚州的啤酒厂成为“世界上第一家将这一工艺投入工业规模的企业”。该系统的优点包括：铁是世界上最便宜的金属之一，它的普及程度和价格可承受性，以及它良好的能量密度。

　　事实上，铁粉也很容易运输，不需要特别的存储。可以将其随需携带，必要时进行燃烧，然后收集氧化铁废物进行更新。这在无法轻易转向可再生能源的行业中尤其有用。

　　专家告诉我们：“铁燃料的美妙之处在于，你可以随时随地释放储存在铁燃料中的能量。如果你把铁磨成粉末，它就会变得高度易燃，这种燃烧会以热的形式释放出大量能量。这种热量可以满足各种行业的能源需求。”

　　当前，大规模采用铁燃料的主要障碍是：回收在此过程中产生的废锈。但是，回收过程也可以用来保留太阳能电池板、风电场、水力发电和其他清洁能源所产生电力的部分多余能量，尽管研究表明这可能不是特别有效：

　　该系统的往返能量循环效率取决于再生过程中将能量注入到铁中的过程。根据这篇2018年的论文，高效的氧化铁电解可以将高达80%的输入能量储存在铁燃料中，这个数字与使用现代氢气分离得到的数字相似。

　　根据2018年的这篇论文，使用这种循环过程发电可能会接近40%左右的理论效率。生产可再生能源，然后以低效的汽轮机发电过程的形式丢弃60%的可再生能源，这看起来可能有点奇怪，但这最终可能成为一种灵活且经济高效的方式来捕获、分配甚至出口在不方便的时候产生的可再生能源，而这些能源不需要直接进入电网。

　　这项技术还有其他缺点。金属燃料燃烧会产生氮氧化物，类似于碳氢燃料，这是由于所涉及的高温，尽管氮氧化物的数量可能更少，而且可以通过巧妙的工程将其降到最低程度，但还是会产生。粒状铁粉也是一个问题。氮氧化物和微粒都可能需要使用过滤系统。

　　另一个主要技术障碍是在不产生大量二氧化碳的情况下回收铁，这将需要开发上述高能电解技术。整个项目的经济效益尚不明朗，最终也可能无法与更传统的可再生能源相媲美。

　　埃因霍温大学负责这项研究的团队负责人表示：“目前已经有一个后续项目，目标是实现1兆瓦的系统，我们也在致力于系统的技术改进。今后，还计划在2024年建成一个10兆瓦的系统。我们的雄心壮志是到2030年，将首批燃煤电厂转变为可持续的铁燃料工厂。”

　　目前，巴伐利亚啤酒厂安装的循环铁燃料系统每年可为生产1500万瓶啤酒提供燃料。

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