垃圾莫要简单烧 沼气发电能效高
当人们的话题转向替代能源和全球变暖时,我们别忘了那臭烘烘、堆积如山的垃圾。大量废物被装进不透气的袋子,深埋在垃圾填埋场里。废物里的有机物被细菌分解,释放出富含甲烷的气体(即沼气)。这些气体又越来越多地用于发电和供热。
事实上,在纽约州和新泽西州,垃圾场甲烷生产的电力超过了太阳能。这两个州和康涅狄格州的垃圾场甲烷,总计产生了169兆瓦电力,几乎相当于一座小型常规发电站。垃圾场甲烷每天还可提供1670万立方英尺气体,供加热和其他直接用途。
美国环保局垃圾填埋场甲烷推展计划(LandfillMethaneOutreachProgram)和上述三个州的官员及相关组织表示,在更多的垃圾填埋场里,能源生产项目有充足的机会。随着寻求替代能源趋势的增强,垃圾场甲烷得到了美国各州、联邦政府、地方政府和私营能源废物管理企业、垃圾填埋场主、能源企业家越来越多的关注。
美国环保局表示,如果不捕获垃圾场甲烷,当其上升进入大气层后,将成为温室气体,其效应至少比最主要的温室气体二氧化碳高20倍。美国环保局估计,垃圾场甲烷占所有与人类活动有关的甲烷逸散的25%。
因此,在原有且活跃的垃圾填埋场捕获甲烷,将使全球家务管理受惠,同时也可创造重要的替代能源市场。
在纽约州,垃圾场甲烷发电远远超过太阳能发电。设在纽约Hempstead的AmericanRef-Fuel焚化炉装机容量为72兆瓦,是纽约长岛最大的废物焚烧电厂。在新泽西州,垃圾场甲烷发电超过了风力和太阳能发电。
美国环保局列出了在上述三个州中超过51项正在运行、7家在建和23家已经关闭的垃圾场甲烷项目。环保局还列出了其他90处可能建设垃圾场甲烷项目的场所,这些地方大部分在纽约州,有几个位于纽约长岛。
在新泽西州,垃圾场甲烷推动发电机产生了83兆瓦的电力,在纽约州生产了80兆瓦电力,在康涅狄格州产生6.1兆瓦,更多的垃圾场甲烷能源项目正在准备中。美国废物管理公司(WasteManagement)是美国最大的垃圾运输和填埋场运营商,正在实施一项为期五年、耗资4亿美元的计划,在全美范围内60个垃圾填埋场建设甲烷电力项目。目前,该公司在康涅狄格州新米尔福德(NewMilford)填埋场,已经拥有一个此类垃圾场甲烷项目。
在一些填埋场,甲烷没有被利用,而是被焚烧掉了。这样虽可以避免甲烷进入大气层,但是浪费了其能源潜力。然而这种情形正在发生变化。
纽约州能源研发机构清洁能源研究和市场开发主任珍妮特·约瑟夫(JanetJoseph)表示:“随着能源价格增长,相对于简单地烧掉,从垃圾填埋场获取能源产品的兴趣正在不断增长。”
约瑟夫和其他专家承认,垃圾场甲烷中的能源产品虽然可取,但对于满足总体能源需求方面,仅是一种短期方式。
现有与预期的激励措施,包括可再生能源信贷、税收减免、碳抵消,以及与之相关的市场动力和削减温室气体排放的区域倡议等,都使得对甲烷捕获和利用的兴趣与日俱增。
在新泽西州,人们正利用着超过一半捕获的甲烷。美国环保局表示,位于曼彻斯特海洋县(OceanCounty)600英亩该州最大的填埋场项目,可产生20兆瓦的电力。环保局数据显示,该州有超过20个垃圾填埋场的项目正在运行,3个项目正在建设,8个其他垃圾填埋场也有可能建设垃此类项目。
纽约长岛Brookhaven镇810万吨填埋场在1996年就已关闭,Wehran能源公司设在该填埋场的项目,在过去30年里,已将35万兆瓦时电力输送入电网。Wehran公司总裁小佛瑞德·L·巍然表示,对该公司输入电网的电力,长岛电力公司每千瓦时支付了8.5美分。
巍然表示,该垃圾填埋场的气体逐渐减少,他正在寻找从低甲烷气体发电的方式。这些低甲烷气来自Brookhaven临近或仍在运转的填埋场中建设和拆毁垃圾。巍然说:“我要充分利用每一立方英尺的气体,因为它一旦逸散出去,就再也收不回来了。”
康涅狄格州创办了康涅狄格清洁能源基金,从公用事业费里融资,推进开发垃圾填埋场未被利用甲烷气能源的潜力。美国环保局表示,在BroadBrook的EastWindsor83.7万吨填埋场,去年启动的一个项目,生产了3.2兆瓦的电力,在哈特福德(Hartford)填埋场的一个较早项目,生产了2.9兆瓦电力。
美国环保局推展计划显示,可能成为甲烷捕获项目候选者的垃圾填埋场,可为纽约州增加27.3兆瓦的电力,为新泽西州增加3.1兆瓦,康涅狄格州7.3兆瓦。新泽西州大部分垃圾填埋场已开发使用甲烷。纽约州曾预计从其北部风力涡轮机项目中新增300到600兆瓦的电力,甲烷发电为该州增加的电力远低于这个数目。
一些甲烷利用项目已经降低了目标。韦斯特切斯特县(WestchesterCounty)CrotonPoint填埋场容量为1.084亿吨,是大都市区最大的垃圾填埋场,曾计划建设甲烷项目,但该项目最后无果而终。
该县行政长官安顾问苏珊·托尔琴(SusanTolchin)表示:“我们考虑了很多事情,但基本上什么也没发生,因为没有足够的回报来支付初始成本。”那个垃圾填埋场现在是一个公园。
长岛上世纪80年代末,曾试图在巴比伦镇(Babylon)填埋场利用垃圾场甲烷发电,但因缺乏甲烷而失败。该镇环境控制委员维多利亚·拉塞尔(VictoriaA.Russell)表示,垃圾填埋场里有大量建设和拆毁垃圾,这使得产生的甲烷很少。
专家表示,甲烷生产取决于垃圾的种类、分解时间长短、捆绑程度、数量和天气等条件。富含有机物的城镇固体垃圾是最好的甲烷制造者。干热天气的垃圾填埋场产生甲烷较少;潮湿、多雨地区的垃圾填埋场最好,因为湿气可加快分解产生甲烷。
填埋场气体大约是50%的甲烷和50%的二氧化碳。其中的微量成分还包括有毒气体硫化氢。收集和焚烧可以消除大部分微量成分中的有毒气体,这是其另一个好处。甲烷本身无臭。新泽西州农业试验所副主任玛格丽特·布伦南(MargaretF.Brennan)表示,2007年的一份报告显示,新泽西每年产生的820万吨生物质中,有550万吨可以用于生产1124兆瓦的电力,这超过该州电力需求的9%。
布伦南表示:“在废物生产替代能源的运动中,新泽西州有机会成为领路人。这是一个真正的变废为宝的故事。”
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