垃圾填埋气变天然气挖掘废弃物中的能量宝藏

工作人员展示地沟油和用地沟油制成的生物柴油

安定垃圾填埋场的工作人员给环卫车添加经过提纯后的天然气燃料

研究人员用秸秆制成纤维素乙醇

　　北京市垃圾分类官网上有这样一句形象的说法：“北京市每天产生的垃圾，如果用装载量为2.5吨的卡车来运输，长度接近50公里，能够排满三环路一圈。”

　　近年来，北京市着力提升垃圾资源化利用的比例，加大相关技术研发应用，最近北京市环卫集团更是将臭气变为有用的能源——在全国率先将垃圾填埋气制成了液化天然气。

　　其实包括垃圾填埋气在内，很多看似无用的废物中都蕴含着能源的宝藏。

　　垃圾填埋气变天然气 实现环保和能源双赢

　　如今，城市生活垃圾产量居高不下。据环保部统计的数据显示，我国城市生活垃圾清运量每年高达1.58亿吨。

　　在我国城镇，最常见的垃圾处理方式之一就是垃圾填埋，在垃圾填埋过程中，有机物质由于生物降解的作用，会分解产生大量垃圾填埋气，其中大约55%是甲烷，40%为二氧化碳，以及少量氧、氮、一氧化碳、硫化氢等，不仅易燃易爆，而且会散发出恶臭，造成大气污染。

　　垃圾填埋气的常规处理方式是直燃排放、燃烧供热或内燃机发电。而北京环卫集团自主研发的技术装置则将垃圾填埋产生的气体进行高效收集，再经过脱氧、脱硫、干燥、压缩等环节，提取液化天然气。

　　2010年，北京环卫集团在安定垃圾填埋场建成了中国首家垃圾填埋气制液化天然气示范工程，年处理规模为560万立方米。根据测算，该项技术可每年产出液化天然气239.4万升，每年可以实现二氧化碳减排5.21万吨。

　　在这里，你闻不到浓重的臭气。每天都有环卫洒水车驶进填埋场内的加气栓旁，用标有液化天然气的加气枪为洒水车加气。据驾驶员介绍，加满一箱气，洒水车能跑450公里，基本没有污染物排放。

　　北京市环卫集团副总经理何亮说，该技术的创新点一是采用自主研发的新型高效填埋气收集工艺，大大提高了填埋气的收集效率。一排排一列列的横管竖管，按高度层层插入垃圾堆体中，将管尾端连入负压装置，强制将填埋气“吸”入厌氧集气罐。二是采取一套完整的以垃圾填埋气为原料制取清洁燃料的技术路线，收集来的填埋气要进行脱硫、脱氧、PC(PSA)一级脱碳单元、干燥、深脱水纯化等工序。三是在填埋气深度净化等关键技术方面取得了重要突破，实现对原料气中多重杂质组分的深度脱除，甲烷的回收率不低于95%，制成的清洁能源产品符合国家相关标准。

　　何亮指出，这个系统将填埋气中的甲烷和二氧化碳转化为清洁能源，既可以显著降低垃圾填埋场的臭味、减少温室效应，也可以提供液化天然气、甲醇等，是真正意义上的变废为宝。

　　北京环卫集团负责人表示，力争到2015年，北京市的2500辆环卫车辆都将使用由垃圾提取的清洁能源燃料，达到“环卫车使用环卫气”的目标。

　　废弃油脂变生物柴油 让地沟油有个好归宿

　　饭馆煎炸剩下的油脂，食用油加工企业的下脚料，屠宰场废弃的动物油脂，还有那人人喊打的地沟油……据介绍，目前我国食用油脂生产和消费过程中会产生大量废弃油脂，估计资源总量接近1000万吨。这些不能食用的废弃油脂该如何妥善处理，一直是令人困扰的难题。

　　去年有媒体报道，我国有企业与荷兰航空公司签订战略合作协议。为其提供由地沟油等废弃油转化成的生物柴油，再由荷兰技术人员加工成航空生物煤油，供飞机使用。

　　“将动植物油脂包括地沟油变成航空生物煤油，并不是很困难，我国在该领域的研究也已取得很大进展，具备了相应的条件。但地沟油回收价格偏高，再加上生产工艺成本高，使得航空生物煤油与普通的化石源航空煤油相比没有竞争力。”清华大学化学工程系应用化学研究所所长刘德华接受科技日报记者采访时如是说。虽然“让地沟油飞”，从成本上来说并不是很经济，但用地沟油等废弃油脂制造生物柴油却是好处多多。

　　据刘德华介绍，生物柴油是指由动植物油脂为原料经化学反应后制成的一种可代替石化柴油的再生性柴油燃料。今年年初，我国各地经历了多次雾霾天气。究其原因汽车尾气难辞其咎——油品质量太差导致汽车尾气含硫量高。因此今年2月初国务院出台了油品升级时间表，并将柴油放在了突出的位置。

　　刘德华说，重视柴油的背后，是车用柴油标准的滞后，以及柴油车对于机动车尾气污染排放物的“贡献”——我国主流的车用柴油标准目前处在国Ⅲ 阶段，而国Ⅲ的柴油含硫量相当于欧洲的15倍;全国柴油车排放的氮氧化物接近汽车排放总量的70%，颗粒物超过90%。而生物柴油化学成分为脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯，不含或极少含硫，因此具有良好的排放性能，可显著减少柴油车尾气对环境的污染。

　　此外，研究发现，生物柴油的性质与普通石化柴油相似，并具有含氧量高、润滑性好、使用安全等优点，在不改造柴油内燃机的情况下可单独使用或作为石化柴油的清洁添加剂，被广泛用于柴油车、渔船和农用机械。美国的研究表明，在柴油中添加20%的生物柴油，可以促进柴油在发动机内的充分燃烧，从而使有害物的排放量减少50%。

　　刘德华认为，用地沟油等废弃油脂制造生物柴油不仅可以为柴油产品升级提供一种清洁、可再生的添加剂，降低机动车排放对环境的污染，而且也为合理处理地沟油，防止其回流餐桌，开辟了一条新的道路。

　　秸秆变纤维素乙醇 汽车今喝油明喝“酒”

　　秋收过后，田垄上一片荒芜，只有横七竖八俯卧在地上的秸秆，多少年来秸秆的宿命都是被投入火中化为灰烬，但在焚烧过程中它们会释放出一些有毒有害物质，污染大气、危害健康，甚至造成火灾。

　　据统计，我国每年产生约7亿吨的农作物秸秆，其中玉米、高粱、棉花等秸秆数量约2亿吨，麦秸和稻草约4亿吨，油料作物秸秆约1亿吨。

　　这些被其他人视为废物的东西，在中科院过程工程研究所生物质工程研究中心主任陈洪章看来却是制造纤维素乙醇的绝佳原料。据介绍，农作物秸秆、甘蔗渣、木屑、废纸、废林木等工农业及城市生活废弃物中都含有丰富的纤维素，纤维素本质上是一种多糖。而纤维素乙醇的主导技术是，用生物酶水解纤维素，同时进行糖化和发酵，制成乙醇。

　　纤维素乙醇是被寄予厚望的可持续发展能源之一，它是一种高热值燃料，按一定比例与汽油混合后，在不对汽油发动机做任何改动的前提下，可直接替代纯汽油使用。这意味着现在路上跑的汽车要喝油，而未来路上跑的汽车可能只需要喝“酒”。

　　全球知名咨询公司麦肯锡曾在报告中指出，纤维素乙醇的商业化，从2020年起可替代3100万吨汽油，使中国的石油进口量降低10%;到2020年每年可减少二氧化碳排放约9000万吨，带来320亿元人民币的收入，创造600万就业岗位。

　　与其他可再生能源及石油替代能源相比，燃料乙醇在我国发展较早，市场规模较大。我国的车用燃料乙醇产业，2010年产量已达180万吨，是继巴西和美国之后的第三大燃料乙醇生产国和消费国。

　　有关专家预测，到2015年，我国石油消费缺口将达到1.5亿吨以上，利用生物技术和可再生资源替代石油已成为能源发展的主导方向。陈洪章说，目前最关键的问题是要通过技术进步降低纤维素乙醇的成本。他希望国家能够加大在纤维素乙醇方面的投入，以取得技术上的突破。