烧一块加气砖燃料成本(可燃燃料如何储运)
- 作者: 彭天康
- 发布时间:2023-11-29
酿酒原料
除了西瓜应该别的水果大多数都能酿酒的,西瓜貌似不能酿酒,应该是西瓜里面水分过多,不好发酵,西瓜里面微生物发酵的过程很快,不容易控制。发酸都不能出酒味,酒发酵过了就成了醋了。所以夏天会遇到烂西瓜的酸味。
葡萄、山楂、青梅、杨梅、李子、苹果。
在浙江有一种杨梅酒,但他并不是用杨梅发酵的,他是先生产酒精,然后加入杨梅汁配制的。像你说的用蔬菜或水果来发酵,成本有点太高,不太合适。可以现生产酒精,然后配制各种酒。
苹果,波萝,梅酒。。。多数属于酸性的水果都可以用来酿酒。。但是味为甜的和盐的都不可以,,,因为不能产生发酵所需要的酵母。。。。
蓝莓,学名笃斯越桔,俗称都柿。为杜鹃花科越桔属野生落叶灌木.
.酿水果酒的注意事项
a.水果要洗干净去水擦干净,梅子放通风的地方晾一天左右。
b.水果要挑选新鲜的没有裂痕的水果。一般人们习惯用不好的水果酿酒,其实用新鲜又好的水果才能酿出好喝的酒。
c.水果的皮和籽按水果种类去掉。葡萄、梅子、李子等小粒状的水果不用去籽,但苹果、柠檬、橙子等切开酿的水果,就要去籽。
d.成为水果酒需要一定时间的发哮过程。发哮酒的容器一定要完全密封。
e.防止阳光照射。阳光使酒变味变色,所以用玻璃罐酿酒时放在纸箱中保存。用坛子并且放进地坑中埋好是酿酒的最后的条件。
f.像梅子一样果肉比较硬的水果,酒熟成后也可以放着。但像葡萄和李子一样果肉软的水果,放久一点果肉会烂掉,影响酒的醇度,所以熟成后捞出来。
2.酿酒容器的要求
a.用玻璃容器。
b.为了不失酒精浓度和香味要用密封性好的容器。尤其入口比较大的容器,有里面盖才能密封好。没有里面盖的时候用没有通气性的保鲜膜封住入口后保存。
c.不是专业容器,用咖啡瓶葡萄酒瓶也可以。这时一定要确认能否密封后使用,油瓶、醋瓶、酱油瓶等最好不要使用。
3.如何酿制水果酒
a.准备:用水果酿酒的时候基本上用完全熟的水果加上20%的半熟水果。水果要洗干净去除水分。
b.材料其后再加入也可以:酿酒的材料中有高价的材料,所以一次要做很多的时候,一点一点分几次放入也可以。原先放的材料留着再放其他材料。(酒变浑的时候捞出来熟成)
c.添加白糖:酿酒(药酒和水果酒)的时候加不加白糖都可以。如果添加的时候直接加入白糖的话白糖不会融化,所以和材料一起在常温下保存1~2个星期后再酿,酒味会更香。
d.捞出渣:在家酿酒时会出现沉淀物,可以就那样放着,但想和更干净更纯的酒就用纱布或者厨房用纸巾过滤。
e.记录过程:把所有酿酒过程都记下来,把时间、量、效果等记下来贴在酿酒瓶上。这样对添加材料时和以后酿酒时作参考。
葡萄装进瓶子里,加入20%的糖,将葡萄捣开,然后盖好放半个月,倒出来的就是葡萄酒。家庭水果酿酒完全可行。
水果酒的种类很多,比如:梨子酒、桔子酒、葡萄酒、枣酒等等!要考虑做那一类的水果酒,一般的做法是:把鲜果粉碎成浆在取汁,加酒曲加糖(或粮食)发酵,发酵完毕即可!力克公司研制的桔子酒味道很是不错,得到广大消费者的好评!
【配料】:葡萄10斤,白糖或者冰糖2斤,白酒2斤或者1.5斤,曲子2个或者曲药(发酵粉)2包
【制作步骤】:
1。混合:把葡萄洗干净,把水晾干,捏破皮,加曲子和糖混合均匀后,密封后等待发酵。
2。发酵:48小时以后看发酵好没有(水位上涨或者是起泡的现象)
3。过滤:先用不锈钢网子过滤,再用2层纱布过滤,保证过滤后的液体清亮,最好过滤三次以上,每次过滤的时间间隔一天左右
4。再次发酵:将过滤后的渣子挤压干以后称出又几斤,配好糖和曲子,再次发酵。发酵后的液体重复步骤3。
5。密封:将几次的过滤后的液体装再陶瓷或者土罐子里,加上白酒,密封好。
十几天以后,就可以取来饮用,老少都可以,特别对于老年人软化血管又好处。
随着人们消费饮食结构的不断变化,软饮料越来越受到人们的青睐。特别是一些新型低酒精度保健类饮品的问世,更是受到了广大消费者的喜爱。现将柠檬型果味酒的生产制作技术简单介绍如下。原料柠檬皮:要求新鲜、洁净、无腐烂现象,要将其内层的白膜除去,否则会影响产品的风味。浓度为96%(V/V)的食用酒精。香料、香精及软化水。防腐剂:苯甲酸(或山梨酸)及SO2。工艺流程柠檬皮加96%酒精浸泡→果味原酒加水、加糖,勾兑→原酒果味酒→调味降度→冷冻→加气过滤→灌装→包装→成品出厂。工艺操作要点浸泡:首先将合格的柠檬皮切成小块,约2cm见方。放入一不锈钢罐内,并倒入酒精浸泡24小时,其间须不断进行搅拌,以使柠檬皮中的色素和果香味充分溶解于酒精内。勾兑:将水和蔗糖(或加部分甜味剂)按一定比例混合后,加入酒中,充分混匀,这样便形成了果味原酒。其中,一般情况下柠檬皮用量为4—5g/l,糖度为120g/l,各种成分均通过管道控制。调味降度:首先将各种成分按比例降度后,对感官及理化指标进行分析,待各种成分指标符合要求后,方能进入下一道工序。这时要加入50ppm的SO2,调节其PH值,这样有利于酒质的稳定及口味的丰满。冷冻过滤:首先将冷冻温度控制在2—3℃,太低则会结冰,损坏器具,影响风味,起不到预定的效果;太高,则对风味影响更大,使各种有益香味成分损失,也起不到作用。过滤装置一般采用板式过滤器。其它注意问题⑴本产品可保存2—3年,过期后,口感风味均较差。⑵本产品不会分层,其原因是色素太多溶于有机溶剂酒精中。⑶此加工技术亦适用于其它果味型酒,如苹果型、草莓型等。不过其中各混合比有一定的改变。总结此工艺简单、实用,设备投资小,各厂要根据生产规模进行调整,既实用于大工厂生产,也可用于半机械化作坊。
【推荐】家传自酿的葡萄酒方法-----一般人我不告诉他
用青色葡萄酿成的酒称为白葡萄干酒;用红色或紫色葡萄酿成的葡萄酒称为红葡萄干酒。
一.酿酒前的准备;
1.容器及工具:大口瓶;酒瓶;软木塞或橡皮塞。玻璃弯管;橡皮管;或塑料管;纱布,玻璃棒。
2.酿酒所用的工具必须是陶瓷,无毒塑料,玻璃器皿等;切不可用铁和其他金属制品。因为葡萄酒和铁器接触以后,酒会变黑变味;铅锌有毒会损害人体健康。
3.容器消毒:所有用具用沸水浸洗。
4.原料选择:用做酿酒的葡萄必须充分成熟,剔除青果,病果及腐烂果。
二.发酵
1.原理将果汁中的葡萄糖和果糖经过发酵,生成乙醇和二氧化碳。
2.程序:葡萄---去梗-----破碎---前发酵-----后发酵。
3.去梗:把葡萄果粒从果穗上去下,因为果梗含单宁较多,如果带果梗发酵,会给葡萄酒带来涩味。
4.破碎:把已去梗的果粒,置于双层清洁纱布中,用手挤压,使葡萄皮层破裂,果汁流出。酿制白葡萄酒时,只取果汁发酵,果皮残渣废弃不用,酿红葡萄酒时,可将果汁连同果皮一起发酵。
5.发酵是酿酒中的关键,发酵的好坏,决定酿酒的成败。发酵可分成前发酵和后发酵。前发酵又称主发酵,是使葡萄糖和果糖转化成酒精,从发酵开始至液面浮渣下沉,不再发生气泡,有酒味散出即算完成。前发酵有散开和密封2种。
家庭用的多为散开发酵。在发酵容器口蒙一层纱布,发酵时的二氧化碳可直接从纱布空隙中散溢,液温受气温调节不易上升很高。但缺点是酒精和芳香物易挥发。
另一种是密封发酵:在容器口上端装上发酵栓,使发酵时的二氧化碳经过发酵栓散溢。密封发酵的优点是酒精和芳香物不易挥发。
要注意的是:葡萄经过破碎放在发酵容器中时,要留出1/3至1/4的空间,以免发酵液膨胀外溢。另外,影响发酵的主导因素是酵母菌的繁衍活动。
对于家庭酿酒,影响发酵有2个主要因素:糖分和温度。首先要选择糖份较高的葡萄原料;如果葡萄含糖量较低,可以在发酵2~3天后,糖份已大部分消耗掉时,加入一些蔗糖。以增加酵母菌的营养,同时可以提高酒精度。酒精度越高越不利于杂菌的发生。气温在25~30度是酵母菌活动最适宜的温度。经过破碎处理的葡萄置于容器中24小时后,液面发生泡沫,发酵变开始,。如果带皮发酵,则皮渣浮于液面。当温度超过30度时,酒精易于挥发,必须立即置于阴凉处降温发酵。
发酵的液面产生厚厚的浮渣,隔断的二氧化碳的排出和氧的进入;不利于热量的散发,而且是有害菌体的繁殖场所,影响正常发酵。因此,每天要用玻璃棒搅拌数次。
后发酵:是将发酵完成的后的原酒,用纱布过滤,除去渣滓,将原液装入酒瓶中,作后发酵处理。后发酵的目的是使原酒的生葡萄味消失。而具有醇厚的葡萄酒香气。并逐渐澄清透明。
秋季经过后发酵的葡萄酒,当年冬季就应换瓶,来年春;秋;冬3季各换瓶一次。换瓶的方法是;先把空瓶经过实用酒精消毒;或者放在沸水中浸泡20分钟。用虹吸管把原瓶中的酒吸入空瓶;待原瓶底的渣滓移动时立即停止虹吸,以免把渣滓带入空瓶。
还要注意;空瓶装酒一定要装满,不留空隙,以免空气中的杂菌带入瓶内。然后用瓶塞塞住瓶口。密封。
三.加糖与加酒精的计算方法:
1加糖:家庭酿酒时要尽量提高前发酵的原酒酒精含量,以免酒病发生。由于酵母活性的限制,家庭葡萄酒的酒精度一般只能达到12~13度。要达到这酒精含量水平,葡萄原汁的含糖量必须达到22度。如果葡萄含糖量低于22度,就需补加蔗糖发酵,加糖的依据和计算方法:
凡每公斤葡萄原汁中含糖17克时,经发酵后能增加1度的酒精度。如果,需葡萄的原汁中酒精度达到13度,则需要每公斤葡萄汁含糖13X17=221克。这一数值相当于含糖22度的葡萄原汁,在实际情况中,大部分的葡萄含糖达不到这个水平,故需要加糖发酵。
家庭酿酒不可能用仪器来测定含糖量,只能凭经验,一般含糖14度左右的葡萄吃时感觉甜味上课尚可。以手指的感觉,葡萄汁粘手的葡萄;含糖在17度左右。这些情况均需加糖。
所以一公斤葡萄汁加糖=221-葡萄原汁含糖率X1000
例:假如葡萄原汁含糖14度(14克/100毫升),欲发酵后的酒精度13度,应在发酵时加多少糖?221-14/100X1000=81克
也就是说:含糖14度的葡萄原汁,添加81克白砂糖参与发酵,才能获得含酒精度13度的葡萄干酒。
2.加酒精的计算
由于含13度酒精的葡萄干酒仍不易保存,故在前发酵完毕后添加食用或(药用酒精)。使调整到16度。添加酒精的计算公式如下:
需加酒精量=需增加的原酒精度X原酒容量(升)/所用酒精度数-成品酒精度数
例:现有13度的葡萄原汁,10公升;欲调制16度的葡萄酒,需加96度的酒精多少公升?
需加酒精=(16-13)X10公升/(96-16)=0.375公升
葡萄酒的调配;
经过一段时间的储藏;已澄清老熟,即可进行调配,可以根据自己的喜好风格来调配。调配时可以先倒出少量原汁溶解蔗糖,然后再把这种糖溶液导入原来容器中,切不可用水来溶解糖。无论是加糖或者加酒精调配,调配后必须经过过滤才可以装瓶密封放置,供随时饮用。
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家庭自制葡萄酒工艺
最近几个月,我从网上获取了一些家庭自制葡萄酒的方法,便照葫芦画瓢在家里开了一间小规模葡萄酒厂,连续酿造了五批,味道及色泽均可与市场上销售的高级葡萄酒媲美。现将我的具体方法介绍给喜欢葡萄酒的朋友:
一、准备工具:家酿葡萄酒的工具很简单,我使用的工具包括容量10公升的医用广口瓶四只,旧葡萄酒瓶、大可乐瓶十余个,塑料或者不锈钢饭勺一个、塑料漏斗一个,塑料虹吸管(1.5米长,可到卖金鱼的市场购买)一根,过滤残渣用尼龙袜一只。
二、选购原料:我们这里不是葡萄产地,但是批发市场上外地来的葡萄总是供应不断,其中以“巨丰”品种为多,价钱目前为每公斤2元左右,据说秋后刚上市的时候价格每公斤1元。购买葡萄要选择那些成熟、饱满、没有病害的,葡萄皮的颜色越深越好。
三、清洗葡萄:如果在当地购买葡萄,并且知道葡萄收获之前没有喷洒农药,则此工序可以取消。为了放心起见,我还是对葡萄进行了清洗:现在的葡萄都是用塑料袋包装后放进塑料包装箱中,每箱5公斤左右,运输到家之后,将葡萄从塑料袋倒进塑料箱,取出其中的保鲜剂,然后将装着葡萄的塑料箱放进水池(我用的是家里的浴盆)之中浸泡,浸泡时可摇晃几次塑料箱,两个小时之后将水放净,再用清水冲洗。然后将塑料箱放在通风的地方控干水分。
四、破碎装瓶,首次发酵:破碎的方法很简单,就是把葡萄从梗上摘下,三、五个一起放在手中,然后把手伸进广口瓶,把葡萄皮攥破即可。注意瓶子不可以装满,到三分之二处就要停止。葡萄酒里的酒精是靠其中的糖分在酵母菌作用下产生的,如果你喜欢酒精度数高一些,中间可以分几次撒进白砂糖或者蜂蜜。我是按照10公斤葡萄、一公斤白糖的比例加糖的,出来的葡萄酒大约在10度,类似市场出售的干红。葡萄装瓶后把瓶子盖好(不要盖的很严,只要不进灰尘就可以了),放在温暖的地方等待葡萄自然发酵。葡萄皮上有天然酵母菌,我们不必考虑发酵菌种问题。
东北的家庭都有暖气,室温在18℃左右,这样的室温很适宜做葡萄酒。一般说来,装瓶后24小时即可观察到瓶内有气泡出现,以后便发现葡萄里的汁液析出,葡萄皮浮起,泡沫逐渐增多。这时每天用勺子搅动两次,把露出来的葡萄皮压进,让葡萄皮得到葡萄汁液的充分浸泡。
五、渣、液分离,二次发酵:经过5~7天,发酵逐渐转为平缓,葡萄皮浮在上面,颜色由深变浅,葡萄籽和大部分葡萄肉的残渣沉在瓶底,此时就应该把残渣和酒液分离。具体办法是先用虹吸管将中间的酒液吸出,然后把残渣装进尼龙袜,用手由轻到重的挤压,再像拧衣服一样拧,使残渣中的酒液基本流净。最后把所有的酒液混合在一起,装进广口瓶继续发酵。此时酒液很混浊,你大可不必介意。
六、过滤澄清:第二次发酵时间大约为一个星期,此时酒液已经澄清,也不再升起气泡。这时可对瓶内酒液进行一次过滤:用虹吸管先把上面的酒液吸出,然后对含有残渣和酒泥的部分过滤,装进瓶中静置。如果你想让葡萄酒有晶莹剔透的感觉,则可以用鸡蛋请对其进一步澄清。具体操作办法是:将鸡蛋(10公升酒一个鸡蛋)磕一个小孔,把蛋清倒进大碗(不必要倒得很净,剩余部分你可以煎一个鸡蛋作为下酒菜),用筷子将蛋清打散,不要怕费力气,最少打它十几分钟,让满碗全是蛋清泡沫。之后用酒液将蛋清泡沫冲进广口瓶,用勺子将广口瓶中的酒液充分搅拌,接着静置二个星期。
七、储藏和饮用:经过静置澄清后的葡萄酒,最好把它装进小瓶储藏。用1.5升的旧葡萄酒瓶最为理想,装“可乐”的2.25升塑料瓶也不错,装瓶要装的满一些,瓶盖也要盖紧,然而放到家中温度比较低的地方(据说储存温度最理想的是13℃)。什么时候想喝,就拿出一瓶,建议你每天晚上都喝上半斤。按照这一方法所酿造的葡萄酒,味道和市场上的干红差不多,如果你招待女客人,可以在里面加一些白砂糖或者蜂蜜,足可以让女士在甜美中陶醉。
客家酿酒是一种糯米酿造的甜酒,酒精度比较低,估计也就是15度左右,在客家地区的家庭十有七八都会自己酿造。首先将糯米用“砻”碾掉外壳,“砻”是一种碾米工具,以前是用竹子和粘土做成的,可以将糯米外壳去掉而不伤着米的淀粉,今日已经比较少见,不过还是有人使用。然后将糯米用水浸泡一天左右,间中换水,再用大铁锅将糯米焖熟,这种焖熟的米饭特别香,也很好吃,尤其是锅底有些糊的部分,焦黄的很好看。焖熟的糯米放在一个很大的簸箕里面,簸箕大的有一米直径,搅松然后加上酒曲,一般酒曲都用红曲,因此客家酿酒也就是红色的,很是好看。待糯米凉了以后,就用酒缸装起来密封发酵,这时的酒缸特别要干净无菌,一般都用热水清洗,太阳光下干燥,否则可能就是做成一缸米醋,密封用多层草纸封口扎牢。客家酿酒一般在春节前酿造,气温低的时候,还需要用旧棉被保温,一般发酵温度在20度左右,经过一个星期至十天左右里面的糯米也就全部发酵完毕,可以煮酒了。煮酒也是用陶制的酒缸,一般容量在一担水的大小,燃料就是用糯米壳。煮酒的时候可以将全部装发酵好的酒液加入水和烧酒,一般加入的比例是五份原液,五份水,1~3斤烧酒,在避雨干燥的空地将酒缸逐个排列在一起,留十公分左右的间隙,填入糯米壳,酒缸盖盖,以免灰尘进入,然后在酒缸周围用土砖围起来,用稻壳填满略低于酒缸口即可。点火用木炭,糯米壳燃烧是文火,将酒煮好大概需要5~8个小时。待燃料全部少完以后,直至酒逐渐冷却才可以将酒缸密封好,一般情况下可以保存三个月左右。这些都是造法的基本理论,客家酿酒的吃法主要是两种:鸡肉煮酒和温酒。以前鸡肉煮酒都为女人生孩子以后为补身而作,今日已经逐渐扩展,一般家庭也会以此法而作。将鸡肉斩块(用活鸡最好,冻鸡为次),姜丝一两(对一只鸡),用少许花生油烧热(一两左右,以鸡肉不粘锅为好),爆炒姜丝,然后加入鸡肉,不要加入任何调味品,特别是禁忌食盐和味精,直至鸡肉熟至八成时为止。将鸡肉起锅放入沙锅中,然后将酿酒加入,以盖住鸡肉为止,慢火炖至沸腾5~8分钟,食用之前再加入酿酒至沸腾即可,沸腾时间不宜太长,免得酒精过度挥发,仅剩甜味。二是温酒而喝,客家地区都为此法待客。不过我喜欢喝冷酒,无须其他小菜,一杯相伴,慢慢品尝,胜比XO。
客家鸡酒做法
材料:鸡肉、生姜(最好是老姜哦!)、娘酒
制作:将一只重约1公斤的鸡切块待用。将100克的生姜(份量因人而异)用刀
拍扁待用,将50克的花生油放入锅内,烧热后将鸡块、姜放入爆炒(放盐)由
红转金黄色时,再倒进1公斤娘酒(视个人口味而定,可以适量加水)煮沸,装
进沙锅小火炖煮,片刻即可上桌食用了。如果你觉得味道太浓(太淡),酒的
份量可以适当减少(增加)或者适量加水!!
可燃燃料如何储运
由于多数的能量应用都有具体的时间和地点条件限制,因此可燃燃料便于储运的特点使其备受青睐。事实上,火车、蒸汽船、汽车、飞机等的出现,一方面使运输业成为最大的能源消费行业,另一方面也更加突出了能源储运特点的重要性。再进一步说,能否将能源运至能源消耗密集区,对推动工业发展非常关键。在美国,钢铁城市多在煤矿附近地区发展,因为钢厂需要大量的能量,钢加工过程中的用煤量比铁矿石本身还要多,这样,将钢厂设在煤矿附近就会节约一大部分燃料运输成本。后来,随着油气在能源市场占据主要地位,其运输的便利特点才改变了钢厂选址的优先考虑因素。
煤是固体,故不需专门的集输技术,几个世纪前,用马车拉煤,甚至装袋由人力扛运,与搬运木柴或木炭差不多。新老资源接替时,新资源一定要在使用性能和储运方面尽可能与老资源接近,显然煤具有这种优势。
采煤规模扩大后,煤矿入口处开始采用倒煤场。最初的倒煤场只是个大箱子,煤车可将装载的煤倾倒进去,故倒煤场又名翻车场。对那种沿山壁向里挖的煤矿来说,倒煤场尤为有效:煤倾倒入煤矿出口处的倒煤场后,就存储在那里,直到货车将煤拉走;货车装煤时,倒煤场底部的圈闭门会打开,煤靠自身重力自动落入货车车厢。因为有了铁路,这项储运技术非常重要,目前已成为煤储运的主要设施,一般都位于煤矿入口附近,甚至露天煤矿也有大型的倒煤场,将煤卸入过往的铁路货运车厢中。虽然需要将煤举升进入倒煤场中,但这一过程耗时很短,倒煤场相当于采煤现场又增加了一个储集场。
现代采煤作业中,煤进入倒煤场前,一般将大块的煤进行粉碎,使其粒度相对均匀。粉碎可使最终燃烧的效率提高,可能也是煤零售前所需的唯一一道处理工序。煤通常含有大量的硫和矿物灰,销售和使用前最好能除去这些污染物,可是,这些污染物组分与含碳组分结合得很紧密,不易处理(偶尔煤中会有大块的黄铁矿,这种矿石主要含硫,可通过机械方法分离)。现代工业通常都使用粉碎的煤,但在20世纪初,市场上大块的煤非常受欢迎,因为这些煤块太大,无法通过分选筛,所以价格便宜,只是成本价。
煤的运输通常采用直达货运列车,这种列车一般有100节车厢,每节车厢载重约100吨,在铁路与公路的交叉口,一位摩托车手等待一列运煤车通过时,煤车似乎望不到尽头。这种专门用来运煤的直达货运列车,将煤运至消费地点后立即返回(空返),再装满一车煤开始下一次的运送。运煤列车可以将煤运给1000英里外甚至更远的买主,目前,美国储量最丰富的煤田在落基山地区,当地因人口密度不大、耗煤量中等,因此这里产出的煤大多运往遥远的、人口更为密集的地区。
有水路的地方,驳船和货船也用来运煤。沿北美五大湖东部开凿的人工运河——伊利运河,其目的之一就是为了运煤。以巨大的相互连通的湖面运输网络为依托的廉价运煤(及运送其他大宗产品)的能力,推动了美国这一地区众多大都市的发展。水路运输比陆路运输更为有效,但不如陆路运输直接(天然水路的走向不利于运输,运河又很有限)。20世纪80年代,美国煤的运输中,驳船仅次于铁路,占运煤量的16%~17%(注2)。
运煤的内陆驳般与海洋货轮有一些区别。驳船是平底而不是“V”形底,且不是机动船。它的优点是费用低廉,可往返于浅水河道,缺点是,平底设计无法经受风浪,不适用于海洋运输,就是在经常出现暴风雨的五大湖区,其应用也非常受限制。
20世纪70年代,一种更为有效的运煤方式受到强烈关注——管输。管输实际上是人工开凿水路的一种变化形式,比任何地面运输都有效。一般情况下,管输是可以实现的,与其他需要笨重载体的运输方式相比,管输只需要移动货物本身。但是,煤是固体,因此需要运载介质,一般建议用水来做这种介质,因而出现了众所周知的煤浆管线。水介质的使用,将节约的车辆成本抵消了,但两种运输方式之间还存在着一个不太明显的区别,即内燃机驱动地面车辆的总效率很低,管输泵的操作效率要高得多。
煤浆管线的主旨是把煤磨成颗粒状,以形成煤浆或使煤在水中悬浮。由于煤基本上不溶于水,故需要一些表面活性剂来保持悬浮状态,煤与水的密度相差无几,有助于二者的混合,之后就可用泵将煤浆打入管线,输送给远方的消费者。最后在使用地点还必须对煤浆进行煤水分离。
煤的管输遇到的不可逾越的障碍是用水量巨大。美国曾有意在落基山地区与美国东部之间建一条输煤管线,但因落基山地区是半干旱地区,当地居民反对将其有限的水源供给更为湿润的东部地区。管线支持者们向居民们保证不使用饮用水,而是用打井的方法汲取盐水,但居民们质疑汲取地下水有可能影响地下水循环,甚至有可能使浅层淡水吸入加压盐水层。研究表明这种情形可能性不大,但无法确保一定不会出现,没有关于地下结构及渗透率规律方面的充分资料来消除这种可能性。比如,如果有一道未监测到的纵向裂缝将浅层与深层的水层相连通,浅层淡水有可能流入下部地层去补充产出盐水层。铁路公司基于经济利益也反对管输,但煤的管输最终夭折还是因为无法解决的水介质问题。最终,反对管输的一方通过否决煤浆管线的支配权获得了胜利。所谓支配权,是指依据法律,高速公路、公路和管线可强迫土地拥有者出租或出售其财产领地的通行权。
目前,布莱克台地(Black Mesa)管线是唯一一条有分量的作业管线,它从犹他州到加利福尼亚州,年运煤量500万吨,相当于每天一列半运煤列车的运送量(注3),迄今为止,大部分煤仍采用铁路和驳船运输。煤形成后,已远离了其原始的植物状态,其储存简单直接,只需堆放即可,不会吸引来白蚁及类似的昆虫,但煤尘会引起环保问题,且煤存储区也是易燃危险区。
石油和天然气
流体能源的运输,尤其是陆上要比固体燃料的运输效率高得多,它所引起的短期问题也很多。在宾夕法尼亚州,石油工业的头十年,石油都是装在木桶中被运输的。早期的桶每桶可容纳42加仑石油,尽管早已不再使用,但至今还被用作石油的计量单位。德瑞克那口著名的井日产10桶,这无疑给当地的制桶人提供了良好的工作机会,但设想一下,两年后出现的第一口高产井日产3000桶,这对制桶人来说又是什么样的影响?石油生产者们就是买桶甚至建储罐也无法储存这么高的产量,石油从匆忙搭就的容器中溢出,依山而下,流入溪流和河水。产量的增长超过了需求,很快容器就比其所盛纳的黑金贵重(注4)。
19世纪后半叶,道路设计主要针对马或双轮马车,城市中的道路多以鹅卵石或砖铺就。而石油工业开始的宾夕法尼亚西部山区,泥泞的道路妨碍了将石油运给消费者,当地将圆木横铺在路上,建成木排路,以抑制泥泞,便于重负荷的拉油车通过,这种路减少了拉油车陷入泥潭的概率,但却无法持久。
油从井里涌到地面,最初阶段基本不受控制,油桶短缺、拉油车运送速度缓慢,将石油工业的发展带到了瓶颈。大量的油被阻在井口,常常有油溢出储罐的现象,因为早期的自喷井一直自然放喷,直到压力衰减为止。在德瑞克以前,也有石油生产,但只是从溪水表面撇出天然渗出的油,完钻的第一批井使产量大增,从地面集油在本质上与早期的天然撇油并没有大的区别,有些产油者甚至将沟壑拦上坎,形成储油池。下游的农民显然不赞成这项技术,当时虽没有什么环保规定,但多数作业者都会自觉地、尽可能地将其产品收拾得较为干净。
木桶越来越短缺,储运量增长极为迅速,没有多久,就铺设了第一条输油管线。1863至1865年间,安装了众多的油田集油管线,这些管线与一条主管线相连,主管线将油运至铁路首站。第一条大型管线名为潮水(Tidewater),将宾夕法尼亚西部的产油区和宾夕法尼亚东部边界以及里丁(Reading)铁路油库相连,该油库位于威廉港(Williamsport)东109英里处,1879年5月该管线投产。此前所建管线最大管径为3英寸,没有哪条管线长度超过30英里,且也没经过地形变化较大的地区,潮水管线长度增加了两倍,创当时管线长度之最,管径为6英寸,且在隆冬时节穿越了阿巴拉契亚山脉(the Appalachain Mountain)(注5)。
铺建这样一条管线的动机并不是为了提高效率、环保或节约成本,而是为了打破J. D.洛克菲勒(J. D. Rockefeller)标准石油公司(J. D. Rockefeller’s Standard oil)的控制。洛克菲勒标准石油公司达到足够大的规模后,便策划了声名狼藉的和铁路部门之间的回扣交易,这些交易不仅仅是以较低的价格将标准石油公司的油运至其炼厂,而且还付给标准石油公司一笔额外费用,这笔额外费用就是标准石油公司的竞争对手所交付的运费(注6)。这种市场控制使得洛克菲勒公司能有效地实施买方垄断——该公司购买了总产量中的大部分,进而可以设定原油价格。第一条输油管线主要是迫于当地运油卡车司机不断提出的运费上涨的压力。而面对洛克菲勒所带来的新的市场压力,石油生产者们联合起来,投建了这条史无前例的潮水管线,以冲破洛克菲勒的控制,开创新的市场。有意思的是,早期的洛克菲勒标准石油公司并不是产油公司,洛克菲勒确信石油炼制和销售会更赚钱。对这些小的产油公司来说,非常不幸的是,洛克菲勒迅速对他们的动机做出了回应:两年之内,标准石油公司铺设了到克立夫兰(Cleveland)、布法罗(Buffalo)、费城和纽约市的管线,又恢复了对下游的控制(注7)。洛克菲勒这种破坏竞争的做法使得众多的市场竞争者们和石油生产者们遭受了断喉的痛苦,最终导致了国家出台反托拉斯法。许多公司的领导者试图保持独立自主,对不公平竞争极其愤慨,而标准石油公司的做法却折断了这些公司的脊梁,但洛克菲勒却将这种阻碍竞争的做法说成是在纷扰的局面中建立秩序,提高效率。这种建立秩序的斗争确实带来了意想不到的效果,即通过铺设管线,可以输送大量的石油,减少了漏油事故,因而大大消除了环境损害。
管线迅速占据了州际运输,几乎在各个方面都有优势。其产品损失小,意味着环境损害小;运送量大,能量投入和物料投入都少。由于对环保的关注越来越趋于立法的边缘,工程设计方面就要使管线更为安全。阿科(ARCO)、埃克森(Exxon)和英国石油公司麾下的财团筹集资金铺设阿利耶斯卡(Alyeska)管线时,管线上安装了众多的压力传感器。该管线从阿拉斯加北坡开始,一直到达瓦尔德斯(Valdez)港的开阔水域,如果出现泄漏,管线压力就会降低,泄漏上游的一个阀门就会自动关闭,防止更多的油从漏点流出,这样就有可能减少所有事故中的漏油量。
尽管20世纪90年代有报告指出阿利耶斯卡管线的检验和腐蚀控制不充分,使其安全性遭到了质疑。但提高管线的安全性从技术角度看是可行的。早在20年前,阿利耶斯卡管线就采用了当时一系列的先进工程设计技术,不仅降低了漏油风险,还解决了一系列的环保问题。目前,这条著名管线如果存在危险,而危险到什么程度还不能确定,那么只要还有经济价值,修复的技术是具备的。
很明显,管线直径越大,运送的流体也越多;同样,给定管线情况下,泵输液体或压缩气态流体的压力越大,运输量也越大(附录中给出了工程师设计用的通用方程)。管线成本与所选管线的尺寸和强度成正比,包括铺设管线在内的施工可能占项目成本的一大部分,因此安装的管线要具备足够的输送能力,以满足预期的输送要求,如果有新增加的油田开发,管线的设计尺寸应能满足输送总产量的要求。在低收入国家中,产量可能会受到需求的限制,因此,管线要进行优化设计,以满足交付点的预期能量需求。
多数现代管线都是钢质,但现在一些小型应用有时也采用高密度聚乙烯管线。聚乙烯承受的压力比钢管要低,因此只限于小管径,但其安装费用低,不需要重型的挖管沟设备和焊机来确保每个接点,只用犁状设施挖开的窄管沟就可以安装聚乙烯管,每根管的连接用简单的热熔仪器就可完成,比焊接所需的时间短,技术熟练程度低。该技术在低收入国家将石油和天然气输送到小型市场方面已显现出了一定前景。1991年莫桑比克国家油公司(Empresa Nacional de Hidrocarbonetos)安装的中等规模的聚乙烯管线目前给一座人口的城市供气,气来自一个30年前发现的气田,但以前认为该气田成本效益低,不能投产。
油罐船
流体燃料陆上运输采用管道输送不失为一种有效方法,20世纪以来,陆上石油管输量大增。但在目前的经济和技术条件限制下,越洋管线的成本太高,因此将产品从生产地点运至消费地点,船运似乎是唯一可行的解决办法。
第一艘成功的散装油轮是索罗亚斯德号(Zoroaster),由路德诺贝尔公司(Ludwig Nobel)建造,目的是将俄罗斯产的油经里海运出。该船于1878年下水,与运桶装油或桶装挥发性及爆炸性煤油的船相比有天壤之别(注8)。二战期间,美国建造了525艘油轮为盟军提供燃料,这些油轮代号为T-2,每艘油轮承载的总重为吨,其中包括原油、燃料和自重,这些油轮近400英尺长,有许多一直工作到20世纪70年代。1962年,曼哈顿(Manhattan)号油轮以T-2八倍的能力试航,其自重为吨,但也只是超级油轮的一半。到了20世纪70年代,油轮已变得惊人的庞大,所谓的超级油轮占据了市场,超级油轮长度超过400码,装载的油超过200万桶,停泊时半速行驶需1英里才能停住(注9)。远洋运输不经常用超级油轮,而是常采用大型油轮及再大一些的特大油轮(分别为VLCC和ULCC)
VLCC(大型油轮),载重量二十万吨以上的油轮;ULCC(超巨型油轮),载重量三十万吨以上的油轮。。油轮尺寸增加不仅仅基于“如果大就是好,则越大越好”,而且也是因为中东、阿拉斯加及南亚巨型油田的开发,石油产能大增,与之相应的是发达国家需要进口大量石油。石油的国际需求量持续增长,要求的经济规模及油轮的载重能力都是空前的,以便将更多的油运给工业化的耗油大国。
超级油轮发生事故的影响令人震撼。以往曾发生过几次大型油轮的事故,但没有哪一次像第一艘超级油轮在美国海域发生的那次漏油事故那样受到媒体关注(以美国新闻媒体为主)。事故的当事者是恶名昭著的埃克森·瓦尔德斯(Exxon Valdez)号,事故地点就在阿拉斯加的瓦尔德斯(Valdez)港外。尽管瓦尔德斯(Valdez)号不能列入最大的超级油轮行列(充其量只能算是VLCC),漏油量也只是11年前法国海岸阿莫克·卡迪斯(Amoco Cadiz)号漏油量的六分之一,但这次事故却激起了公众对海洋运油业的极大愤怒(注10)。
具有讽刺意味的是,对越洋石油的运输,大部分敌意都指向了不相关的海洋钻井,其实这些敌意更应该针对那些超级油轮的使用。但这其中的逻辑似乎是:进口需求量一定的情况下,使用超级油轮虽然事故影响大,但使用小型油轮意味着要增多油轮的数量、更为频繁的往来,进而事故更多。自身能源生产无法满足需要的国家必须依靠进口,而越洋石油运输又是高风险的活动,有关环保政策方面的讨论将留到“能源应用的影响”一章。
现代超级油轮通过一系列特别设计降低事故发生的可能性和严重性。这些油轮有多个完全分离的货舱,这样,船体一部分损坏不会危及整条货船(所以瓦尔德斯号在悲剧发生的清晨只泄漏了载油量的五分之一)。油轮上装有计算机、航海设备、安全及监控设备,而早期的油轮缺乏技术成熟的设备,真正成功的油轮设计问世要花费若干年的时间。第一艘跨越大西洋的油轮是把油装在木桶中再装船,甚至将炼制好的煤油装入常规货船的货仓,桶移动或破裂,油溢入货舱,明火照明灯会把煤油烟点燃。在引入油轮密封舱的理念前,有些油轮根本没有任何隔挡系统,海浪会使得液体货舱内出现波浪作用,增加了海浪作用在油轮上的冲力,进而增大了油轮倾覆的可能性,现代技术已解决了这一问题。
天然气的运输
用管道输送天然气很容易,效率也很高。石油工业出现以前,曾用管道向大城市供应煤气,用于家居及街道照明。但天然气不是最好的能源,石油工业早期,大量的气体被放空烧掉(这种做法至今还没完全根除),即使大部分美国家庭转而使用天然气做饭、取暖,天然气仍次于油,位居第二,因此,天然气市场一直不景气,1954年,美国政府又决定控制天然气价格,也加剧了这种不景气。天然气管输其他方面的障碍还有气体储存问题。
最早的工业用气是产自煤层的煤气(如前所述)。一般认为苏格兰工程师威廉·莫道克(William Murdock)是用气的先驱者之一,他于1792年在家乡康沃尔(Cornwall)安装了气灯。同一时期许多人也做了许多用气的试验,其中不乏成功者,如145年前乔治·迪克森(George Dixon)安装的照明灯,但莫道克的成功为天然气工业的发展提供了巨大的推动力。早期曾用木质管道输送流体,天然气工业出现的前20年,因气体无法储存,过量的气体被放空烧掉,天然气工业的发展因而受到了限制。1816年,赛缪尔·克莱格(Samuel Clegg)研发了首个气体储罐,该储罐靠水密封,水会污染气体,但直到20世纪之交才出现干式储罐。在用曼内斯曼(Mannesman)穿孔工艺制作无缝钢管之前,钢管线并没有在该市场上占主要地位,但在英格兰,早在200年前,管输气体就很普遍,据说中国3000年前就曾用竹管输气(注11)。
早期成功的木管线和钢管线一般都很小,操作压力低,气体通常只是流过局部管线,有某种调节器控制来自井内的天然压力。当油藏压力降至某一点,无法再以高于管线压力的压力将气体推举至地面时,这一压力点就标志着一口井生产寿命的结束,这种情形在本书写作期间也很常见。如果气田很大,为保持成本效益也可以安装一台压缩机,以低压接收产出气,再将压力提高到管输压力。
随着气体需求量的增长,铺设大管径高压主管线开始变得有利可图。目前有许多气管线直径超过3英尺,有的甚至超过5英尺,这些管线将大量的气体运到发达国家的气体市场上,沿途要经过几级压缩机站增压才能到达。
为了大量储存天然气或用管线以外的方法输送,必须用高压将气体压缩或在极冷状态下液化。将天然气液化(LNG)是一种储存措施,但也可以作为一种输送方法,LNG货轮将世界各地的天然气运给日本。越洋LNG货轮的储存能力一般是立方米,可容纳10亿标准立方米(大气条件下)气体的四分之三,或近80亿标准立方英尺(注12)。
压缩天然气(CNG)作为汽车用燃料越来越受到关注。CNG使得汽车燃料箱有限的空间内可以储存足够的能量。安全压力下将气体压缩储存不如液化储存效率高,但在行驶的路上保持LNG的深冷条件又很难,因此,尽管CNG的效率低些,但还足够维持合理的里程范围。曾用公共汽车对CNG和LNG做过测试,城市的公共汽车还没遇到不得不找加气站加气的情况,分析表明,天然气具有良好的燃料性能,但目前其成本还稍稍高于柴油(注13)。
生物燃料
大部分用来获取能量的生物燃料都以木柴或木炭的形式出现,其运输方式通常采用卡车、手推车、甚至人力搬运。木柴的储存堆放即可,在美国及西欧,传统方法是用绳子捆,1捆柴通常为4英尺高、4英尺长、8英尺宽。1捆松木的化学能含量一般为2700万英热单位,木柴可经历多周期的干湿变化,但必须干燥后才能燃烧。不过,木柴储存的主要问题是要防止白蚁及蚂蚁之类的小动物的啮咬。
由于木柴的能量密度低,获取及运输的量就大,运输用卡车消耗的能量会抵消部分从木柴中获取的能量。假设从一点出发,向各个方向行进20英里收集木柴,卡车消耗的能量只占到木柴化学能的10%,视卡车的状况和效率高低会有些浮动。在居民以木柴为主要燃料的国家中,木柴本身的质量(体积)严重影响了木柴商人的经济效益,因此常在把木柴运出森林前加工成木炭。
木炭比原木轻得多,在转换过程中大部分水分得以挥发,因此木炭的能量密度较高。消费者更喜爱木炭可能也推动了这种转换,但运输效率方面的作用更大(当消费者用于煮饭的燃料费用最多只能占其收入的三分之一时,这些人不太可能仅仅因为木炭的方便特点再支付一笔费用),运输效率的提高足以抵消木柴转换成木炭过程中损失的能量。效率提高程度视运送距离远近而定,低收入国家中,森林面积逐步缩减,运送距离可能达到上百英里,居民(多数时候是女人)们外出,可能向各个方向行走20公里(12-13英里)去收集木柴运回家煮饭,在某些木柴缺乏的地区,拾柴这项活动可能要占去女人们30%~40%的时间。从能量转换的角度看,人力比汽车运输更为高效,但因为费时长,故产能很低(图3.1)。
图3.1肯尼亚妇女拾柴资料来源:Mrs. Nancy Polling, Rochester, NY.生物燃料的前景无疑在于是否能转换成二次流体燃料(乙醇或气体)。生物燃料一旦转换成二次流体燃料,就有和石油、天然气一样的运输优缺点。固体生物燃料转换受集输的限制,不易将其运至转换设施之处;排泄物是极好的生物气生产原料,但散养动物产生的肥料太过分散,无法收集起来应用;一般来说,在现有废物流比较集中的地方,就地生产生物气是最佳方法。用植物生产的酒精最有可能同石油产品混合用于内燃机,其运输方法与石油相同。