垃圾生物燃料:從垃圾填埋場到滿箱汽油

草坪剪草和未回收的紙張可能有助於打破世界對石油的依賴

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為人類目的而加工的植物殘骸在世界各地的垃圾填埋場中腐爛。無論是廢紙還是耙過的樹葉,植物殘餘物仍然含有纖維素,這是一種綠色植物中的糖,它與木質素這種化合物結合,形成植物的結構。生活在垃圾填埋場的微生物將這種纖維素分解成甲烷,甲烷會緩慢地滲到地表並進入大氣,在那裡它是一種強效溫室氣體。位於加利福尼亞州爾灣市的 BlueFire Ethanol, Inc. 公司寧願收集這種能量,用作纖維素乙醇燃料。

BlueFire 的總裁兼執行長、工程師阿諾德·克蘭說:“我們每噸廢料生產 70 加侖乙醇。” “訣竅是從木質素中釋放糖分子,木質素是將它們粘合在一起的膠水。”

BlueFire 估計,從註定要被填埋的植物廢料中可以生產 400 億加侖的纖維素乙醇,這可以滿足美國三分之一的運輸燃料需求。克蘭說,如果包括其他形式的廢物,例如玉米植物的秸稈(玉米秸稈)或木材收穫的殘餘物,“我們在美國有足夠的原料來抵消 70% 的石油進口。”

BlueFire 計劃今年晚些時候在加利福尼亞州蘭開斯特的垃圾填埋場開設第一家工廠,並希望利用美國能源部 (DOE) 的資金在 2008 年底前開設第二家工廠,克蘭說。這兩家工廠加在一起,每年最多可生產 2200 萬加侖的乙醇,方法是使用硫酸來打破木質纖維素的鍵,然後燃燒剩餘的木質素來為纖維素發酵成乙醇提供動力。克蘭指出:“我們回收的木質素佔我們所需蒸汽和電力的 70%。” “在垃圾填埋場選址的另一個優勢是它們有甲烷氣體。我們可以在鍋爐中燃燒它併產生巨大的碳信用額。”

鑑於其潛在的好處,國會已提供 1000 萬美元的資金——而能源部已要求再提供 3000 萬美元——用於開發採用該工藝的第二個設施,以及為類似的纖維素生物煉製廠提供數百萬美元的資金,例如佐治亞州索珀頓的Range Fuels 工廠,該工廠將木材廢料轉化為燃料。

來自廢物的生物燃料避免了從玉米中提取乙醇或從大豆中提取柴油等更常見的例子所產生的碳和能源債務。“我們知道有效的辦法是使用廢棄物,”普林斯頓大學的農業專家蒂姆·塞奇格 (Tim Searchinger) 說,他領導的最新研究表明,大多數生物燃料對減緩甚至可能加劇全球變暖無濟於事。“如果一切都做得對,也許我們可以使用玉米秸稈而沒有其他問題,儘管這可能意味著你必須種植覆蓋作物。”

加利福尼亞大學河濱分校的化學工程師查爾斯·懷曼指出,生物燃料還提供了目前可用於儲存太陽能的少數幾種方法之一。“生物質轉化為液體燃料,用於電池充電或產生氫氣的電力,[這些]是我們的選擇,”他說。“儲存太陽能的最佳方式稱為生物質。”

BlueFire 已經在日本運營了一家將木材廢料轉化為乙醇的工廠,以證明該技術的可行性。因此,該國政府已決定首次強制將 1% 的乙醇摻入汽油中。克蘭認為,這項技術在發展中國家可能最有用,因為在發展中國家,植物廢料通常被焚燒而不是埋葬。“作為一個社會,我們必須弄清楚如何以低成本且對環境影響最小的方式移動自己,”他說。“乙醇不是一種不好的燃料。”

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