科学家的好奇心很强,他们坐马桶时也不会停止思考,结果,排泄物也有了用途——制造新能源
Discovery《荒野求生》栏目主持人贝尔•格里尔斯大概是这个星球上最彪悍的人,为了向观众演示如何在险恶环境中活下来,这位老兄可以把见到的任何东西塞进嘴里大嚼大咽。
现在,排泄物除了糊口之外有了更容易接受的用途——制造新能源。
所谓新能源,就是传统能源的替代品沼气。我国使用沼气的历史已有30多年,利用人畜粪便、秸秆树叶等材料生成沼气,这种气体富含甲烷,可作为燃料或发电原料。沼气不仅能解决农村能源问题,还能增加有机肥来源、净化环境,可谓一举多得。然而我国对沼气的利用存在转化率低、效率低的瓶颈。
在欧美,一些组织正在进行研究,以找到沼气生成率更高的工序,并已有多项成果。
GENeco,英国威塞克斯供水公司的一个分支部门使用加热方式达到目的,他们采用的发酵过程不是在常温下进行,而是先将排泄物置于40摄氏度下加热几天,然后将发酵产生的液体导入一个35摄氏度的水槽中。较之传统的发酵工序,这种“双槽系统”能够多产生30%的沼气。
除了改变温度,还有一些其他办法能多出甲烷,善于使用机械的德国人的方法很容易让中国人联想到一个词——“搅屎棍”,事实上他们就是这么干的。在德国斯图加特弗劳恩霍夫研究中心(Fraunhofer Institute),由瓦尔特•特罗斯赫博士带队的一个小组通过采用一种泵式搅拌系统,将排泄物的发酵时间从两个星期缩短至一个星期。
能使发酵效率提高一倍有两个原因:通过搅拌,甲烷能够更快集中到表层。从细菌的角度来看,甲烷也只是它们产生的一种废物,通过加速这种废物的排出,能够延长细菌的生存时间,所以就能够产生更多的甲烷;通过搅拌,细菌的作用客体能不断被更新,整体的废物分解速率就提高了。
这种泵式系统每天只需要工作几个小时,不会耗费大量的能量,目前已经被巴西、德国及葡萄牙的20个废物处理场采用。相比之下,瑞典林雪平大学特玛研究中心(Tema Institute)的高科技手段有些得不偿失。他们在研发一种通过超声波作用的废物分解技术,能够使甲烷生成率提高13%,不幸的是,制造超声波所耗费的能量要超过多产出的甲烷所能提供的能量。
由于上述各种技术的推广应用,越来越多的废弃物能够作为能源生产的原材料。在德国,60%的生物排泄物都被发酵处理,捷克、英国以及荷兰对排泄物的处理率紧随其后。GENeco预计,2010年英国的排泄物处理率将快速增至75%,如果把处理产生的这些沼气用作发电,将足够满足35万家庭的用电需求。
大多数人想象不到马桶里的那些恶心东西能够有如此神奇的能量,这些办法最早也许就是科学家坐马桶时想到的。要知道科学家的好奇心很强,他们坐马桶时也不会停止思考,“刚刚离开我身体的那些东西去哪里了?它们有什么用?”
事情还有最新进展,可能绕过马桶这个环节。一些组织在研究,省掉人类消化这一中间过程,将进一步提高沼气生成率。人类粪便是已经被人体消化系统处理过的食物,但还有很多食物根本没有进过人嘴就被浪费,它们是更具潜力的沼气原料。美国许多废物处理场在2009年已经开始大批量处理未经消化的食物,这是美国环保局同能源部鼓励处理废弃食物政策的结果。