垃圾進,能源出:將垃圾轉化為生物燃料

用廢棄物製造生物燃料既能賺錢,又合乎情理

加入我們的科學愛好者社群!


關於支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。 透過購買訂閱,您將幫助確保未來能夠繼續產出關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的報道。


埃德蒙頓是加拿大的主要石油城市,也是阿爾伯塔省的首府,該省擁有加拿大大部分的油砂。 考慮到將這種泥土和重油混合物轉化為更易用的石油產品的成本,該省對替代燃料並不熱衷。 然而,2012年埃德蒙頓將迎來一家由Enerkem擁有的化工廠,該工廠每年將把垃圾轉化為3600萬升乙醇和甲醇。

Enerkem的聯合創始人兼首席技術官埃斯特班·喬內特(Esteban Chornet)說:“廢棄物作為生物燃料的原料有許多優勢。”喬內特曾是美國國家可再生能源實驗室的工程師。“它在物流上是可獲得的,並且價值很低,甚至可能是負值。”

垃圾轉化為燃料可能是解決兩個緊迫問題的答案——減少世界對化石燃料的依賴,以及替代將垃圾填埋的處理方式。 事實上,北美每年產生的4.68億公噸垃圾可以提供470億升乙醇——或大致相當於玉米生產的乙醇量,目前玉米乙醇供應美國汽油需求的10%。

Enerkem公司採用城市固體廢棄物中的“絨毛”——未回收的塑膠、紡織品和木材,或農業或林業的殘餘物——對其進行氣化,並使用催化劑和水,透過多個化學步驟將氣體轉化為乙醇或其他產品。 其他公司,例如Wheelabrator,只是強化氣體並直接燃燒以產生電力——儘管這可能會導致有毒化學物質(如二噁英)的排放——或者採用額外的複雜化學步驟。 例如,佐治亞州的Range Fuels公司也曾嘗試氣化紙漿和造紙行業的廢棄物,並將其直接轉化為乙醇,但在完善其催化劑方面遭遇失敗。 化學工程師喬內特指出:“大自然並沒有賦予我們那種將合成氣轉化為乙醇的選擇性。”喬內特於2000年創立Enerkem公司,旨在利用林業殘餘物製造燃料,其靈感來自他在西班牙馬略卡島的父親,他的父親在1930年代透過燃燒鋸木廠的木材廢料來發電。

同樣,BlueFire Ethanol透過使用硫酸釋放垃圾中的纖維素,然後新增酶和微生物將其發酵成燃料,從而將廢棄物轉化為乙醇。 Coskata, Inc.自2009年以來一直擁有一家大型示範工廠,該工廠使用微生物將氣化廢棄物轉化為乙醇,並認為乙醇應該仍然是“主要的Renewable liquid fuel”,因為生物質(或廢棄物)可以很容易地轉化為乙醇——儘管開發該技術需要補貼。 Coskata的首席營銷官兼政府事務副總裁韋斯利·博爾森(Wesley Bolsen)說:“與讓我們的孩子在海外身處險境相比,花費少量資金來減少我們對石油的依賴簡直是微不足道。”

與用農作物生產乙醇相比,用廢棄物生產乙醇的環境效益顯而易見:它減少了對垃圾填埋的需求,並減少了溫室氣體排放。 而且,只要垃圾生物燃料的成本低於其另一個競爭對手——垃圾填埋場,它們就不需要與燃料在成本上競爭。 這就是Waste Management, Inc.投資於眾多此類垃圾發電公司的原因,其中包括Enerkem。 乙醇製造商——以及煉油商——瓦萊羅能源公司(Valero Energy Corp.)也投資了Enerkem。 諸如Ineos Bio之類的公司正在將垃圾轉化為其他化學品,例如塑膠。 Ineos業務經理丹·卡明斯(Dan Cummings)說:“本質上,我們在垃圾進入垃圾填埋場之前就[與垃圾]相交了,垃圾在那裡只會增加已經從那裡產生的甲烷氣體。”

最終,用垃圾製造燃料仍然是一個很有前景的機會——只要像埃德蒙頓和密西西比州龐託托克附近的三河垃圾填埋場那樣,將垃圾預先分類為各自的組成部分。 2013年,Enerkem計劃在那裡也開設一家工廠,這得益於美國農業部和能源部提供的1.3億美元納稅人資金。 該工廠每天將把300公噸的原始絨毛轉化為3600萬升乙醇。 喬內特說:“乙醇業務是一個非常巨大的市場機會。” “您可以將其放置在整個北美的煉油廠中。 如果生產成本更低,您可以將其替代玉米乙醇。”

© .