垃圾填埋氣變天然氣挖掘廢棄物中的能量寶藏

工作人員展示地溝油和用地溝油制成的生物柴油

安定垃圾填埋場的工作人員給環衛車添加經過提純后的天然氣燃料

研究人員用秸稈制成纖維素乙醇

　　北京市垃圾分類官網上有這樣一句形象的說法：“北京市每天產生的垃圾，如果用裝載量為2.5噸的卡車來運輸，長度接近50公里，能夠排滿三環路一圈。”

　　近年來，北京市著力提升垃圾資源化利用的比例，加大相關技術研發應用，最近北京市環衛集團更是將臭氣變為有用的能源——在全國率先將垃圾填埋氣制成了液化天然氣。

　　其實包括垃圾填埋氣在內，很多看似無用的廢物中都蘊含著能源的寶藏。

　　垃圾填埋氣變天然氣 實現環保和能源雙贏

　　如今，城市生活垃圾產量居高不下。據環保部統計的數據顯示，我國城市生活垃圾清運量每年高達1.58億噸。

　　在我國城鎮，最常見的垃圾處理方式之一就是垃圾填埋，在垃圾填埋過程中，有機物質由于生物降解的作用，會分解產生大量垃圾填埋氣，其中大約55%是甲烷，40%為二氧化碳，以及少量氧、氮、一氧化碳、硫化氫等，不僅易燃易爆，而且會散發出惡臭，造成大氣污染。

　　垃圾填埋氣的常規處理方式是直燃排放、燃燒供熱或內燃機發電。而北京環衛集團自主研發的技術裝置則將垃圾填埋產生的氣體進行高效收集，再經過脫氧、脫硫、干燥、壓縮等環節，提取液化天然氣。

　　2010年，北京環衛集團在安定垃圾填埋場建成了中國首家垃圾填埋氣制液化天然氣示范工程，年處理規模為560萬立方米。根據測算，該項技術可每年產出液化天然氣239.4萬升，每年可以實現二氧化碳減排5.21萬噸。

　　在這里，你聞不到濃重的臭氣。每天都有環衛灑水車駛進填埋場內的加氣栓旁，用標有液化天然氣的加氣槍為灑水車加氣。據駕駛員介紹，加滿一箱氣，灑水車能跑450公里，基本沒有污染物排放。

　　北京市環衛集團副總經理何亮說，該技術的創新點一是采用自主研發的新型高效填埋氣收集工藝，大大提高了填埋氣的收集效率。一排排一列列的橫管豎管，按高度層層插入垃圾堆體中，將管尾端連入負壓裝置，強制將填埋氣“吸”入厭氧集氣罐。二是采取一套完整的以垃圾填埋氣為原料制取清潔燃料的技術路線，收集來的填埋氣要進行脫硫、脫氧、PC(PSA)一級脫碳單元、干燥、深脫水純化等工序。三是在填埋氣深度凈化等關鍵技術方面取得了重要突破，實現對原料氣中多重雜質組分的深度脫除，甲烷的回收率不低于95%，制成的清潔能源產品符合國家相關標準。

　　何亮指出，這個系統將填埋氣中的甲烷和二氧化碳轉化為清潔能源，既可以顯著降低垃圾填埋場的臭味、減少溫室效應，也可以提供液化天然氣、甲醇等，是真正意義上的變廢為寶。

　　北京環衛集團負責人表示，力爭到2015年，北京市的2500輛環衛車輛都將使用由垃圾提取的清潔能源燃料，達到“環衛車使用環衛氣”的目標。

　　廢棄油脂變生物柴油 讓地溝油有個好歸宿

　　飯館煎炸剩下的油脂，食用油加工企業的下腳料，屠宰場廢棄的動物油脂，還有那人人喊打的地溝油……據介紹，目前我國食用油脂生產和消費過程中會產生大量廢棄油脂，估計資源總量接近1000萬噸。這些不能食用的廢棄油脂該如何妥善處理，一直是令人困擾的難題。

　　去年有媒體報道，我國有企業與荷蘭航空公司簽訂戰略合作協議。為其提供由地溝油等廢棄油轉化成的生物柴油，再由荷蘭技術人員加工成航空生物煤油，供飛機使用。

　　“將動植物油脂包括地溝油變成航空生物煤油，并不是很困難，我國在該領域的研究也已取得很大進展，具備了相應的條件。但地溝油回收價格偏高，再加上生產工藝成本高，使得航空生物煤油與普通的化石源航空煤油相比沒有競爭力。”清華大學化學工程系應用化學研究所所長劉德華接受科技日報記者采訪時如是說。雖然“讓地溝油飛”，從成本上來說并不是很經濟，但用地溝油等廢棄油脂制造生物柴油卻是好處多多。

　　據劉德華介紹，生物柴油是指由動植物油脂為原料經化學反應后制成的一種可代替石化柴油的再生性柴油燃料。今年年初，我國各地經歷了多次霧霾天氣。究其原因汽車尾氣難辭其咎——油品質量太差導致汽車尾氣含硫量高。因此今年2月初國務院出臺了油品升級時間表，并將柴油放在了突出的位置。

　　劉德華說，重視柴油的背后，是車用柴油標準的滯后，以及柴油車對于機動車尾氣污染排放物的“貢獻”——我國主流的車用柴油標準目前處在國Ⅲ 階段，而國Ⅲ的柴油含硫量相當于歐洲的15倍;全國柴油車排放的氮氧化物接近汽車排放總量的70%，顆粒物超過90%。而生物柴油化學成分為脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯，不含或極少含硫，因此具有良好的排放性能，可顯著減少柴油車尾氣對環境的污染。

　　此外，研究發現，生物柴油的性質與普通石化柴油相似，并具有含氧量高、潤滑性好、使用安全等優點，在不改造柴油內燃機的情況下可單獨使用或作為石化柴油的清潔添加劑，被廣泛用于柴油車、漁船和農用機械。美國的研究表明，在柴油中添加20%的生物柴油，可以促進柴油在發動機內的充分燃燒，從而使有害物的排放量減少50%。

　　劉德華認為，用地溝油等廢棄油脂制造生物柴油不僅可以為柴油產品升級提供一種清潔、可再生的添加劑，降低機動車排放對環境的污染，而且也為合理處理地溝油，防止其回流餐桌，開辟了一條新的道路。

　　秸稈變纖維素乙醇 汽車今喝油明喝“酒”

　　秋收過后，田壟上一片荒蕪，只有橫七豎八俯臥在地上的秸稈，多少年來秸稈的宿命都是被投入火中化為灰燼，但在焚燒過程中它們會釋放出一些有毒有害物質，污染大氣、危害健康，甚至造成火災。

　　據統計，我國每年產生約7億噸的農作物秸稈，其中玉米、高粱、棉花等秸稈數量約2億噸，麥秸和稻草約4億噸，油料作物秸稈約1億噸。

　　這些被其他人視為廢物的東西，在中科院過程工程研究所生物質工程研究中心主任陳洪章看來卻是制造纖維素乙醇的絕佳原料。據介紹，農作物秸稈、甘蔗渣、木屑、廢紙、廢林木等工農業及城市生活廢棄物中都含有豐富的纖維素，纖維素本質上是一種多糖。而纖維素乙醇的主導技術是，用生物酶水解纖維素，同時進行糖化和發酵，制成乙醇。

　　纖維素乙醇是被寄予厚望的可持續發展能源之一，它是一種高熱值燃料，按一定比例與汽油混合后，在不對汽油發動機做任何改動的前提下，可直接替代純汽油使用。這意味著現在路上跑的汽車要喝油，而未來路上跑的汽車可能只需要喝“酒”。

　　全球知名咨詢公司麥肯錫曾在報告中指出，纖維素乙醇的商業化，從2020年起可替代3100萬噸汽油，使中國的石油進口量降低10%;到2020年每年可減少二氧化碳排放約9000萬噸，帶來320億元人民幣的收入，創造600萬就業崗位。

　　與其他可再生能源及石油替代能源相比，燃料乙醇在我國發展較早，市場規模較大。我國的車用燃料乙醇產業，2010年產量已達180萬噸，是繼巴西和美國之后的第三大燃料乙醇生產國和消費國。

　　有關專家預測，到2015年，我國石油消費缺口將達到1.5億噸以上，利用生物技術和可再生資源替代石油已成為能源發展的主導方向。陳洪章說，目前最關鍵的問題是要通過技術進步降低纖維素乙醇的成本。他希望國家能夠加大在纖維素乙醇方面的投入，以取得技術上的突破。