生态能源信息
牛粪变生态能源

牛对人类社会贡献良多,全身由头都尾都有用处,除了可以食用和制造各种工具外,连牛粪也可以发挥作用。科研人员已研究出一种新技术,把牛粪经过处理后,变成液态,便可提炼成为一种另类新能源,对推动环保及爱护生态大有帮助。

在美国加州农业重地一个牧场内,PG&E公用事业公司周二开始利用牛粪,提炼及转化成为天然气。科学家希望,即使提炼出来的并非完全是清洁的能源,也是一种可以循环再用的新能源,如果将来能广泛应用,可以为家居供应天然气。

这个创新概念是养牛农场主人艾伯斯想出来的,现在已发展成为一个庞大计划。他于周二为这种新能源的研究和生产设施主持启用仪式时,发表讲话称,推行这项计划的目标,是要平均每日为1200个人家庭提供天然气。

艾伯斯称:「当人见到一大桶牛粪时,便觉得那只是一桶牛粪,顶多可以用来施肥,但我们认为,牛粪可以为整个加州、公用事业机构和农民,带来很大的机会。」

艾伯斯的农场现时养了5000头牛。除了是养牛农场东主外,他现在还出任生态能源解决方案公司的总裁。刚刚启用的研究和生产设施,就是由该公司资助兴建的,而PG&E只是伙伴,购买提炼出来的再生能源,再供应给用户。他们都拒绝详细透明推行整个项目的融资安排。

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2008年3月5日 HKT: 下午 02:57:00

从猪粪发电到工业化以来被忽视的甲烷能源

在3月2日「文茜世界周报」节目中讲到猪粪(甲烷)发电,在追踪新闻来源后,发现除了南韩和德国之外,卜蜂集团在泰国也在做这件事。这证明了如果作好粪便水肥回收,其实能够在即有技术整合下成为一个新兴替代能源,并且胜过现在热门的生质能源,也许还比氢能源更能快速成熟被人类利用。


人类使用石化资源发电和运输,产生大量二氧化碳,造成了温室效应,于是气候变迁的灾害跟着来。除此之外还有,二氧化碳经阳光照射后,在平地(对流层)产生的臭氧,不但没有挡住紫外线的功能,却引发气喘疾病和千倍于二氧化碳的增温效果。


替代能源中的水力发电,建坝除了造成水土破坏,土石林木冲刷到水底腐败产生的甲烷,有二氧化碳20倍的增温效果。欧盟也发现到生质能源必须烧伐森林增加耕种,更增加二氧化碳排放量,必须使用的肥料所产生的氮氧化合气体N2O,增温效果是二氧化碳的300倍。


适当的温室效应可以保持地球的温暖,但人类大量制造的温室效应气体量,已经对自己造成危害。
前面提到的甲烷,和石油一样是古代遗留下来的资源,产生甲烷作用的甲烷菌是一种古代菌种,甲烷菌在产生甲烷的过程中,间接地储存氢能源和消耗掉二氧化碳(详见甲烷作用的化学式),和现在一直在找更好储存及产生方法的氢能源相比,比较不会有经济程度的争议。


甲烷被人类错失和忽视(尤其在台湾),主因为粪便本身经过生物消化分解过程,是产生甲烷最快的原料,缩短本来必须等待细菌分解动植物的腐败时间。在脱离农业时期后,因为依赖石化资源,就被当成垃圾到现在,现在回头要捡回来使用,这当中我们已经浪费工业化50年以来的时间跟资源。
甲烷能源的利用在台湾已有在做,只是范围很小,例如在身障高中职的校外教学网站中,就有完整猪粪发电流程介绍,而垃圾掩埋场,也有利用到沼气发电,很可惜的是缺少整体的规划整合,不然光是台湾企业既有的技术就能够达到,或许就是因为粪便被认为肮脏,导致不被重视。


除了猪粪可以利用,当然人类的排泄物也可以利用,不过现在的处理方式,最糟糕的是直接排放到河里,或是透过卫生下水道到污水处理场,再来就是水肥公司抽完后,载到污水处理场当垃圾净化排放如果这些水肥公司有能力转型,或是台湾有人做出整合事业,大概就会知道他们真的载到的是黄金,而不是屎。


假如台湾相关企业能做整合,就有完整的产业结构撑起甲烷能源自足,这在技术上没有问题,而是在于国家愿不愿意投资。以台湾现有企业,就可以组织成一个以甲烷能源为主的企业炼,以下就十个步骤,来说明现有企业,该如何组合出甲烷发电流程:


1.透过水肥搜集业者、卫生下水道与污水处理厂,来集中人类生活造成的粪便水肥,搭配各县市早已推动的厨余回收,另一方面,集中畜产农牧业的畜牧粪尿排放和农作物收割后的废弃物。


2.台肥和台塑环保透过其制作有机相关肥料的技术,来分开处理这些集中的堆肥,要分开处理的原因是因为人类生活水肥受到化学成份影响较多,可能需做过量的重金属处理与利用门多萨假单胞菌来分解戴奥辛。


3.中油、台塑石油和大台北瓦斯公司必须和前面提到的堆肥集中处理公司合作,提供将甲烷气集中液化储存及运送的相关技术,之后再卖给火力发电单位做燃料。


4.2007年电业法已通过可自由贩卖电力,除了台电,当然就是台塑有最大能力提供发电及供电市场通路  (光是自家电费就省很多),这法律是为解决汽电共生发展购回成本过高问题,没想到在这派上用场。


5.剩下不能作为肥料的活性污泥,可以进一步制作乙醇。发电燃烧后剩下的飞灰污泥,可运送到台泥或其它水泥业者,与台湾半导体制成产生的氯化钙污泥,应用在水泥制程当中,取代部份原料,以减低环境破坏的速度。可参考一则德国烤狗屎新闻当中所提及的做法,利用废热将活性污泥干燥碳化后变成类似木炭的物质,在进行干馏当中可以获得水煤气或甲烷。


6.因为整个产业链接合,甲烷储存为液化天然气形态后,除了用来发电,也可输送到各大加油站,这样就解决了改装瓦斯车遇到最大问题:加气站不足。

7.加气站的问题解决后,国内汽车业者在发展纯瓦斯车、油气双用车和瓦斯电力双用车就有了可能。相较于巴西的纯乙醇车,纯瓦斯车还可以带动小型储存发酵槽的可能,或许可让家庭储存自家排放物藉此产生甲烷来发电(这种设计比较适合欧美有户外庭院的市场)。这类型车辆的发展,目前已有HONDA、OPEL和中国推出混合动力车,所以技术上确切可行。
 

8.回到整个循环的开端,如果卫生下水道接管率最高的台北市,不但生活污泥可以卖掉,又可以省下污水处理的成本,各县市会不会愿意拿没事挖马路铺柏油的钱,来做卫生下水道的接管和污水处理厂的设置?甚至厂内设备不用耗费太多成本,只需做好污水集中即可。
 

9.市场面的部份,除了可以将能源产业建立外,最起码还有建筑业可以和公家机关签订相关的旧建筑改造合约,出资改造县市公厕,将其接管或增加排泄水肥集中处理设备,再藉此获得发电回馈,或是能源产业链的单位,扣掉平均成本后,回馈给这些配合单位。  加上绿建筑的配合推动,将净化后的水资源再利用,能省水电费,对公家单位(如军方)应该是乐意配合,也让建筑业除了炒地皮之外还能回馈社会。
 

10.最后一点,是需要前瞻性的机构配合,因为燃烧甲烷还是会产生二氧化碳,但这边提到用太阳能(或许搭配回收废热能?)将二氧化碳转为甲醇燃料。为了要搭配电子业,也可以发展出以甲烷或甲醇的小型燃料电池(但要解决带上飞机的安全问题),因为甲醇也是可以透过甲烷来转化产生(当然转换效率技术需要提升),还有生技产业除了走向医疗,也有能源发展的可能,如更高效率地培育甲烷菌。
 

台湾产业的强项就是产业链接合,要形成甲烷能源经济的基本架构前6项台湾早已具备,而这么做也可以解决对岸使用直接焚烧法带来的一些缺点,像是污泥成份不易直接焚烧。
 

只是前头所提到的中油是国营企业体系,其效率让人担心,但如果政府正式推动,还是可以进行能源产业再造。甲烷能源是否成为一个新兴行业,若是依靠民间自行建立,在时间上已赶不上石化资源消耗速度。
 

而另一个能够实践这样产业链促成的民间企业-台塑集团,目前面临到炼钢厂评估问题。如果愿意变更做法,进行生质能源投质,并且用电、瓦斯的提供回馈当地,相信会比只是承诺不会污染环境来得正面积极。

资料来源:环境信息电子报
 
2008年3月11日