將廢棄物轉(zhuǎn)化為生物燃料可以減少排放

美國每年都可以通過利用垃圾（從垃圾填埋場(chǎng)到牛糞）來生產(chǎn)足夠的能源，為俄勒岡州和華盛頓州提供電力，同時(shí)削減相當(dāng)于3700萬輛汽車價(jià)值的碳。

這是根據(jù)加州大學(xué)洛杉磯分校工業(yè)生態(tài)學(xué)家、能源經(jīng)濟(jì)學(xué)家迪帕克·拉賈戈帕爾和城市規(guī)劃博士候選人薄劉在《自然能源》上發(fā)表的研究。

“使用廢物的好處是，我們無論如何都在產(chǎn)生廢物。這是一種我們通常沒有考慮過的剩余資源。

該文件所審查的廢物類型適合于生物能源-可再生資源，這些資源是通過將植物和動(dòng)物材料轉(zhuǎn)化為電力、生物燃料或熱能而獲得的。雖然美國不會(huì)大規(guī)模地從廢物中產(chǎn)生能量，但從有機(jī)材料中獲得能量的過程已經(jīng)建立起來。例如，根據(jù)歐洲廢物到能源工廠聯(lián)合會(huì)的數(shù)據(jù)，2017年歐洲廢物到能源工廠處理了1.06億噸廢物。

生物燃料是一種生物能源，在美國廣泛生產(chǎn)，幾乎所有的生物能源都來自農(nóng)作物。《生物質(zhì)能數(shù)據(jù)書》顯示，2011年，美國生產(chǎn)的乙醇有96%來自玉米。

幾十年來，決策者和商業(yè)利益集團(tuán)一直在從農(nóng)作物中推廣生物燃料。2005年，國會(huì)通過了要求將可再生燃料納入汽油和其他運(yùn)輸燃料的標(biāo)準(zhǔn)。美國在過去35年中還花費(fèi)數(shù)十億納稅人美元補(bǔ)貼乙醇。

但以作物為基礎(chǔ)的乙醇制造了其他問題-包括糧食價(jià)格上漲和農(nóng)業(yè)擴(kuò)張對(duì)環(huán)境的破壞，如生境破壞、肥料徑流和用水。這些影響導(dǎo)致一些專家呼吁減少其使用。

拉賈戈帕爾說：“美國嘗試了生物燃料，它們很重要，因?yàn)槲覀冃枰嗟目稍偕茉矗覀冃枰玫纳锶剂稀?/p>

相反，利用廢物作為來源可以證明是未來工業(yè)增長的可持續(xù)選擇。然而，并不是所有的廢棄生物燃料都是平等的。效益取決于使用什么樣的廢物，如何處理，最終產(chǎn)品是什么，以及在哪里生產(chǎn)。拉賈戈帕爾和劉通過對(duì)四種類型的廢物：農(nóng)業(yè)、林業(yè)、垃圾填埋場(chǎng)和牛糞進(jìn)行生命周期分析，或?qū)膭?chuàng)造到結(jié)束的產(chǎn)品進(jìn)行檢查，研究了這種變異性。

該研究包括15種能源轉(zhuǎn)換技術(shù)和29種廢物類型。在他們的分析中，研究人員將關(guān)于廢物轉(zhuǎn)化技術(shù)的文獻(xiàn)中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)與從基準(zhǔn)年估計(jì)數(shù)和電力組合中獲得的當(dāng)?shù)貜U物結(jié)合起來，以確定相對(duì)能源收益和減排量。

由于燃燒生物能源產(chǎn)品本身就會(huì)產(chǎn)生溫室氣體排放，生物能源減少總體溫室氣體的能力與所取代的能源掛鉤，使當(dāng)?shù)丨h(huán)境變得重要。例如，使用生物能源生產(chǎn)電力所節(jié)省的溫室氣體，在電力來自煤炭等碳基燃料的地區(qū)將更大，而不是產(chǎn)生大量太陽能和風(fēng)能的地區(qū)。

總的來說，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，美國每年利用現(xiàn)有的廢物資源產(chǎn)生3.1至3.8億焦耳（衡量能源）的可再生能源的潛力。相比之下，根據(jù)能源信息局的數(shù)據(jù)，2017年華盛頓州和俄勒岡州的整個(gè)州消耗了大約3.3億焦耳的能源。該研究還得出結(jié)論，使用廢物產(chǎn)品有可能取代1.03億至1.78億公噸的二氧化碳排放量，這相當(dāng)于根據(jù)每年4.6公噸二氧化碳的典型乘用車排放量，將3,700萬輛客車運(yùn)出道路。

一個(gè)關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)是，沒有一種生物能源生產(chǎn)方法能最大限度地提高凈能源收益、可再生能源收益和氣候效益。有些人創(chuàng)造了更多的可再生能源，但需要更多的能源來實(shí)現(xiàn)，從而減少了總體溫室氣體排放的節(jié)約。因此，在任何情況下確定最佳生物能源應(yīng)用取決于預(yù)期的結(jié)果。

研究發(fā)現(xiàn)，純粹基于實(shí)現(xiàn)可再生能源目標(biāo)的政策，如國會(huì)對(duì)天然氣泵使用生物燃料的要求，可能不會(huì)產(chǎn)生最佳效果。相反，拉賈戈帕爾說，決策者應(yīng)該努力澄清利益。他說，最大限度地利用可再生能源可能會(huì)促進(jìn)能源的獨(dú)立性，但減少最大限度的溫室氣體排放是應(yīng)對(duì)氣候變化的一種更有效的方法。

拉賈戈帕爾說，生物燃料不應(yīng)局限于任何一種應(yīng)用，潛在的運(yùn)輸應(yīng)用范圍從汽車和卡車到飛機(jī)和船只。多樣化是關(guān)鍵。

其他形式的可再生能源，如太陽能和風(fēng)能，為發(fā)電提供了選擇，但在可預(yù)見的未來，大規(guī)模運(yùn)輸部門仍然需要可燃燒的燃料。

航空公司已經(jīng)開始探索生物燃料替代品。2016年，聯(lián)合航空公司和噴氣燃料公司AltAir率先在商業(yè)上部署了廢棄的航空生物燃料，使用了替代噴氣燃料和常規(guī)燃料。

研究發(fā)現(xiàn)，航空、航運(yùn)和卡車運(yùn)輸約占全球碳排放的8%。拉賈戈帕爾說，在這些行業(yè)中，一個(gè)簡(jiǎn)單的要求生物燃料融入燃料混合物的任務(wù)可能是有效的，因?yàn)樗鼘⒐膭?lì)大規(guī)模生物燃料技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

“在所有這些應(yīng)用中，電動(dòng)汽車技術(shù)仍然不存在。電動(dòng)電池仍然不在那里，”拉賈戈帕爾說。“因此，我們?nèi)匀恍枰偷奶娲?。我認(rèn)為，如果你做得對(duì)，生物燃料就會(huì)有作用。”