據(jù)外媒報(bào)道，作為推進(jìn)可持續(xù)能源解決方案的一部分，美國(guó)能源部太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Energy’s Pacific Northwest National Laboratory，PNNL)的科學(xué)家們將食物垃圾轉(zhuǎn)化為清潔的可再生燃料，為飛機(jī)、火車和汽車提供動(dòng)力。
幾十年來(lái)，美國(guó)能源部一直在探討利用植物或動(dòng)物垃圾（而不是石油）生產(chǎn)燃料，同時(shí)提供成本效益。PNNL為此開(kāi)發(fā)了相關(guān)技術(shù)，使用農(nóng)業(yè)殘留物、森林副產(chǎn)品、藻類，甚至下水道污泥和糞肥等原料，生產(chǎn)生物燃料。
在最近的研究中，PNNL研究人員成功將食物垃圾轉(zhuǎn)化為一種能源密集型生物燃料，可能有助于取代當(dāng)今的化石燃料，并實(shí)現(xiàn)效率、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
首先，從效率的角度來(lái)看，食物垃圾中的脂肪含量較高，礦物含量較低，比起其他原料，可以生產(chǎn)更多的生物燃料。而且，食物垃圾很容易制成適合泵送的漿料，有利于簡(jiǎn)化生產(chǎn)，并充分降低預(yù)處理成本。
其次，與其他種植和采收費(fèi)用較高的原料相比，食物垃圾的成本更低。使用食物垃圾來(lái)生產(chǎn)生物燃料，而不是種植的玉米或大豆等作物，可以避免浪費(fèi)耕地資源。
第三，將這些垃圾轉(zhuǎn)化為燃料，可以減少垃圾終端處理的壓力，減輕環(huán)境污染。垃圾分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生甲烷，這是一種有害的溫室氣體。
具體過(guò)程
PNNL的科學(xué)家們首先將垃圾混合在一起，并利用一種名為Muffin Monster的定制設(shè)備進(jìn)行粉碎。將骨頭、軟骨、種子、包裝紙等東西制成糊狀物后，對(duì)其進(jìn)行加熱，以便可以連續(xù)泵送至反應(yīng)器中，并轉(zhuǎn)化為燃料。
研究人員正在測(cè)試不同類型的食物垃圾，觀察是否能取得一致的結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，他們解決了許多化學(xué)和工藝工程挑戰(zhàn)，不僅通過(guò)微調(diào)熱交換設(shè)計(jì)解決泵送問(wèn)題，還開(kāi)發(fā)了連續(xù)分離技術(shù)。
研究人員希望擴(kuò)大生物資源基礎(chǔ)，以提高效率，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。他們與資源評(píng)估團(tuán)隊(duì)合作，測(cè)試不同的原料混合物，以準(zhǔn)確表征不同的垃圾來(lái)源。例如，他們正在評(píng)估密歇根州底特律方圓50英里范圍內(nèi)的可用資源，以確定可以用于生產(chǎn)生物燃料的原料，如食物垃圾、下水道污泥，以及脂肪、油類和油脂的混合物。在城市地區(qū)，使用食物垃圾原料，生物燃料生產(chǎn)工廠的規(guī)?？梢詳U(kuò)大10倍。對(duì)于實(shí)現(xiàn)能源部的生物燃料成本和減排目標(biāo)，這是重大進(jìn)展。
除了工程挑戰(zhàn)，PNNL還致力于解決實(shí)際問(wèn)題。經(jīng)濟(jì)學(xué)家們通過(guò)對(duì)各種原料和生產(chǎn)因素組合進(jìn)行建模，以確定相對(duì)于傳統(tǒng)石油燃料，大規(guī)模生產(chǎn)生物燃料是否具有成本競(jìng)爭(zhēng)力，及其是否可與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施兼容。
展望未來(lái)，研究人員將與一家垃圾處理公司合作。該公司從若干城市的家庭和企業(yè)收集并分離食品和其他有機(jī)垃圾，用于生產(chǎn)漿料。科學(xué)家將研究這種垃圾的成分，并將其應(yīng)用于生產(chǎn)生物燃料的實(shí)驗(yàn)。
