木煤氣

木煤氣（英語：wood gas）是一種合成氣燃料，可被用作爐具燃料、替代汽油和柴油，或用於車輛的其他燃料。在生產過程中，生物質或其它含碳材料在木材氣體發生器中的低氧環境中被氣化產生氫氣和一氧化碳。在富氧環境中，這些氣體可以作為燃料，產生二氧化碳、水和熱量。水煤氣生產過程發生在一些氣化爐中，此過程之前是裂解（Pyrolysis），其中生物質或煤首先被轉換為炭，釋放出甲烷和含有豐富的多環芳香烴的焦油。^[1]

木材氣化裝置示意圖，在左邊的大桶中放置木材，無氧燃燒後裂解釋出各種氣體，經過過濾與冷卻，將餘下的CO與H2送進右上角的燃燒室做為燃料

歷史

第一個木材氣化爐是由比朔夫（Gustav Bischof）於1839年建成。第一輛木煤氣動力汽車是由托馬斯·休·帕克（Thomas Hugh Parker）於1901年建成的。 ^[2][3]

在第二次世界大戰期間，因為化石燃料定量配給，木煤氣被用來給車輛提供動力，僅在德國就有約50萬輛使用「人造煤氣（英語：Producer gas）」的車輛投入使用。卡車，客車，拖拉機，摩托車，輪船和火車都配備有木材氣化裝置（英語：Wood gas generator）。在1942年（當時木煤氣還沒有十分普及），瑞典大約有73,000輛木煤氣汽車^[4]，法國有65,000輛，丹麥有10,000輛，瑞士有將近8,000輛木煤氣汽車。1944年，芬蘭有43,000輛「木汽車」，其中30,000輛公共汽車和卡車，7,000輛私人汽車，還有4,000輛拖拉機和600艘船。^[5]

應用

車輛氣化元件的木煤氣火焰

由拖車上氣化爐產生的木煤氣驅動公共汽車，英國利茲，約1943年。

北韓的木煤氣卡車

拖拉機上的木材氣化爐

木材氣化系統

內燃機

木材氣化裝置（英語：Wood gas generator）產生的木煤氣可替代柴油、汽油，只需修改車輛供油裝置為液化石油氣、液化天然氣為燃料的相似供氣裝置。蘇聯曾生產以木煤氣為動力的鐵路機車頭TE1G型煤氣內燃機車。 ^[6][7][8]

爐灶

木煤氣爐的工作原理是：直接燃燒木材產生熱能乾餾出木煤氣，在爐體的封閉式環境中，可以某種程度的限制這些煙狀可燃物的溢散，並回收來進行二次燃燒，達到更高的燃料利用率和更高的溫度。藉由爐體的設計，分離導引出來的大部分的木煤氣，從燃燒室內膽的下方冒出後與外部遇熱對流進來的空氣一起向上升，最後從爐壁夾層一路帶到上方的孔洞冒出，碰到向上竄升的火焰而被引燃。它回收利用木柴燃燒所冒出的煙，再作第二次燃燒，亦有部分木煤氣在爐體內便已被燃燒，亦有另外一部分會隨著火焰上升而來不及燃燒的微量木煤氣散逸，這也就是會燒黑鍋底的原因。木煤氣柴火爐具的燃燒方式，應用了火箭爐煙囪效應的對流作用以及使用回收木煤氣體的燃燒方式。^[9]