垃圾生物燃料:从垃圾填埋场到满箱汽油

草坪剪草和未回收的纸张可能有助于打破世界对石油的依赖

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为人类目的而加工的植物残骸在世界各地的垃圾填埋场中腐烂。无论是废纸还是耙过的树叶,植物残余物仍然含有纤维素,这是一种绿色植物中的糖,它与木质素这种化合物结合,形成植物的结构。生活在垃圾填埋场的微生物将这种纤维素分解成甲烷,甲烷会缓慢地渗到地表并进入大气,在那里它是一种强效温室气体。位于加利福尼亚州尔湾市的 BlueFire Ethanol, Inc. 公司宁愿收集这种能量,用作纤维素乙醇燃料。

BlueFire 的总裁兼首席执行官、工程师阿诺德·克兰说:“我们每吨废料生产 70 加仑乙醇。” “诀窍是从木质素中释放糖分子,木质素是将它们粘合在一起的胶水。”

BlueFire 估计,从注定要被填埋的植物废料中可以生产 400 亿加仑的纤维素乙醇,这可以满足美国三分之一的运输燃料需求。克兰说,如果包括其他形式的废物,例如玉米植物的秸秆(玉米秸秆)或木材收获的残余物,“我们在美国有足够的原料来抵消 70% 的石油进口。”

BlueFire 计划今年晚些时候在加利福尼亚州兰开斯特的垃圾填埋场开设第一家工厂,并希望利用美国能源部 (DOE) 的资金在 2008 年底前开设第二家工厂,克兰说。这两家工厂加在一起,每年最多可生产 2200 万加仑的乙醇,方法是使用硫酸来打破木质纤维素的键,然后燃烧剩余的木质素来为纤维素发酵成乙醇提供动力。克兰指出:“我们回收的木质素占我们所需蒸汽和电力的 70%。” “在垃圾填埋场选址的另一个优势是它们有甲烷气体。我们可以在锅炉中燃烧它并产生巨大的碳信用额。”

鉴于其潜在的好处,国会已提供 1000 万美元的资金——而能源部已要求再提供 3000 万美元——用于开发采用该工艺的第二个设施,以及为类似的纤维素生物炼制厂提供数百万美元的资金,例如佐治亚州索珀顿的Range Fuels 工厂,该工厂将木材废料转化为燃料。

来自废物的生物燃料避免了从玉米中提取乙醇或从大豆中提取柴油等更常见的例子所产生的碳和能源债务。“我们知道有效的办法是使用废弃物,”普林斯顿大学的农业专家蒂姆·塞奇格 (Tim Searchinger) 说,他领导的最新研究表明,大多数生物燃料对减缓甚至可能加剧全球变暖无济于事。“如果一切都做得对,也许我们可以使用玉米秸秆而没有其他问题,尽管这可能意味着你必须种植覆盖作物。”

加利福尼亚大学河滨分校的化学工程师查尔斯·怀曼指出,生物燃料还提供了目前可用于存储太阳能的少数几种方法之一。“生物质转化为液体燃料,用于电池充电或产生氢气的电力,[这些]是我们的选择,”他说。“储存太阳能的最佳方式称为生物质。”

BlueFire 已经在日本运营了一家将木材废料转化为乙醇的工厂,以证明该技术的可行性。因此,该国政府已决定首次强制将 1% 的乙醇掺入汽油中。克兰认为,这项技术在发展中国家可能最有用,因为在发展中国家,植物废料通常被焚烧而不是埋葬。“作为一个社会,我们必须弄清楚如何以低成本且对环境影响最小的方式移动自己,”他说。“乙醇不是一种不好的燃料。”

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