石油将成为可再生资源?未来石油可利用粪便转化而成
2016-11-07 09:54:43   来源:环球网
内容摘要
美国科学家发明了一项新技术可能把粪便转化成石油,通过水热液化过程,人类排泄物或其他含水有机物如农业废料,都可分解为结构更简单的化合物。这个新技术系统每年可将340亿加仑污水转化为300亿桶石油。

研究人员找到了将污物转化为生物质原油的方法,他们研制了一项新技术,新技术模拟了原油在数百万年里的自然形成过程。

美国每日要处理约340亿加仑(约合1.29亿立方米)的污水,能源部西北太平洋国家实验室的科学家称,使用这个系统每年可将这些污水转化为300亿桶石油。

研究人员称,这些用新技术生产的生物质原油也可通过传统炼油方法提炼。他们称,未来使用该技术的系统可实现零污染、零能耗和零残留的污水处理。通过水热液化过程,人类排泄物或其他含水有机物如农业废料,都可分解为结构更简单的化合物。

新技术是在高温高压下进行,缩短了原油形成过程。

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研究人员估计,一个人在一年里就能生产2-3加仑(7.57-11.36升)的生物质原油。为此,人们需要将排泄物用每平方英寸3000磅的压力处理,然后放入反应容器中以约660华氏度高温处理。结合这些极度条件的使用可使废弃物分解为生物质原油,变成水液状态。

这种生物质原油并非唯一可用产物,液体状态的物质可通过催化剂处理生产其他燃料和化工产品。与此同时,还可产生少量包含重要肥料如磷的固体物质,可用于替代化肥生产中的磷矿。研究人员称,新技术也可帮助政府节省污水残留物处理、运输和填埋的费用。

该技术已经许可给犹他州的Genifuel Corporation,将与温哥华地区合作建设一个示范工厂。政府官员称,试点项目将耗费800-900万美元,计划在2018年正式启动。


荷兰菲仕兰为奶牛场利用粪便生产可持续能源提供补贴

近日,荷兰首套粪便单体发酵系统在位于荷兰菲仕兰省的菲仕兰会员牧场——Sassinga农场正式投入使用,荷兰经济事务部部长汉克汉克?坎普(Henk Kamp)亲临揭幕仪式,此举预示着Cooperative Jumpstart项目的启动。Jumpstart是一家为奶农安装和使用粪便单体发酵系统提供技术支持的合作社。坎普部长还宣布,将在新的支持可持续能源生产(SDE +)方案内为农场采用粪便单体发酵系统拨款1.5亿欧元。荷兰皇家菲仕兰全球首席执行官及Cooperative Jumpstart发起人之一鲁乐夫表示,菲仕兰将从参与此项目的会员奶农处购买能源。此外,公司还将向参与的会员奶农提供每减少1吨二氧化碳排放10欧元的补贴。

粪便单体发酵产生热能和沼气。沼气可以被提纯为绿色天然气,供入天然气系统。沼气还可以为热电厂提供电能和热能。此外,粪便发酵有利于减少温室气体的排放,包括甲烷。

Kamp部长表示:“通过利用粪便单体发酵系统,我们取得了一举多得的效果。该系统可以将奶牛粪便转化为可再生能源。平均每套发酵系统能够为约40个家庭提供充足的天然气和电力,有利于我们实现到2020年可再生能源占比达14%的目标。此外,这还有助于减少粪便产生的温室气体,从而降低二氧化碳排放。”

荷兰菲仕兰省雷瓦顿市市长Ferd Crone也到场。Ferd Crone市长代表GroenGasNL参与了众多可持续能源项目,他也是Jumpstart的发起人之一。Ferd Crone表示:“此项目是产业链创新的一个绝佳示例。通过该项目,粪便单体发酵系统的使用成本下降,还会创造更大的环保效益。奶农利用自家的奶牛粪便生产可持续能源以供自用,从而以可持续的方式生产乳品。奶农可将多余的绿色天然气供应给乳制品公司。这正是我们旨在实现的循环经济。”

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荷兰皇家菲仕兰全球CEO鲁乐夫表示,“除牛奶生产商之外,利用粪便生产可持续能源的奶农也成为了可持续能源的生产者。他们以这种方式为减少温室气体排放做出贡献。当残余物也可以作为一种替代人工肥料的基本原料时,这将形成一个闭合循环。我们已经在努力利用粪便单体发酵技术解决现有的瓶颈问题,并准备好启动Cooperative Jumpstart项目。现在,该项目能否取得成功将取决于会员奶农。”

通过Cooperative Jumpstart达成集体协议

菲仕兰已经通过Cooperative Jumpstart与供应商、投资者、买方以及政府当局达成一系列协议。借助理于该项目,一些重要的瓶颈问题得以解决,如系统过于昂贵、融资问题、收益过低以及补贴不稳定。该项目让大多数奶农能够安装和使用粪便单体发酵系统。其目标是200套粪便单体发酵系统于2017年投入使用。到2020年,1000名奶农在其农场内使用粪便单体发酵系统。这些农场共将减少350千吨的温室气体排放。

不以牺牲户外放牧为代价

Cooperative Jumpstart专注于促进在奶牛场安装粪便单体发酵系统。对于拥有最少120头奶牛并采用封闭地板的房舍体系的奶牛场,粪便发酵是非常有益的。对于采用漏缝地板的奶牛场,则拥有至少150头奶牛才适用。此外,Jumpstart仅适用于实行户外放牧、产生足够多的堆肥的奶牛场。对于粪便单体发酵系统生产能力的选择基于夏季户外放牧所产生的堆肥量。

减少温室气体排放的措施

除了保护生物多样性和环境、持续改进动物福利和动物健康以及延续户外放牧之外,乳品及牛奶部门还旨在实现气候友好型发展。为了减少温室气体排放,采取了各类措施,例如:延长奶牛的寿命、使用可降低甲烷排放的饲料,引入动物营养循环评估(ANCA),以实现矿物质的有效利用(从而减少损失)。可持续能源也为温室气体的减少作出了显著的贡献。除风能和太阳能之外,通过在奶牛场进行粪便单体发酵产生沼气是生成可持续能源的另一种方式。


英国称粪便实为“金矿”:人粪制药比手术都管用

英媒称,“When Doody Calls”是一家专门清理狗狗粪便的公司。创始人名叫玛丽·艾伦·莱维,这家公司创办于2001年,目前拥有450家客户。这是一个新兴的成长型行业,没有人测算过这个行业的全球规模,但莱维是动物粪便专家协会的理事,该协会目前有90家会员企业,专门在北美各地收集宠物粪便。

据英国广播公司网站7月7日报道,这绝非唯一一家与宠物粪便有关的公司,如果说这个有些“肮脏”的行业有什么确定无疑的事情,那就是它可以创造丰厚的利润。该行业在过去10年实现了大幅增长,最初仅收集宠物粪便,现在则可以将人类粪便转化成药物和能源。

追踪分辨来源

报道称,吸引梅格·雷汀杰进入宠物粪便行业的并不是科学技术,而是一只踩到狗屎的鞋。那是在2008年,她公司的一位科学家抱怨称,他当天早晨上班前踩到了狗屎。那时候,田纳西州诺克斯维尔市的“BioPe Vet Lab”公司出售一种DNA测试工具,可以判断杂交狗的血统。

但随后,该公司想到了一个突破性的创意。2010年,他们开始销售一种工具,可以对狗的粪便进行DNA测试。这种名为“PooPrints”的产品如今已经在美国所有50个州和加拿大全面上市,而且还在向国际市场扩张。这套系统主要面向公寓楼的业主和管理者销售,他们会在签订租房协议前要求狗主人登记注册自己宠物的DNA。只要出现没有及时清理的宠物粪便,业主或管理者都会测试和比对,然后对狗主人进行罚款。

这种名为“PooPrints”的测试如今已经成为该公司的主要业务。约有3000套公寓注册了这项服务,多数都位于北美。该服务的初始DNA测试费用为50美元,每份样本还要额外收取75美元。雷汀杰表示,测试费用都能以罚款的形式转嫁给违规者。

大伦敦地区的巴金和达格南地区已经开始用“PooPrints”服务开展了一项试点项目。雷汀杰表示,这个项目进展很顺利,当地政府计划将其当做一个永久性项目推行。

“我们是这个朝阳行业的顶尖企业。”雷汀杰说。她表示,狗粪行业一直都在增长。

减少碳足迹

报道称,人类粪便也有望成为一种高效的可再生能源。英格兰的“First West”巴士公司推出了一种40人座的生物燃料巴士,它采用的燃料是通过下水道和食物残渣收集而来的生物甲烷气体。如今,“First West”计划再增加110辆由废物提供动力的双层巴士。这种“粪便巴士”的燃料源自布里斯托污水处理厂,它如今已经广受欢迎,甚至连竞争对手“Wessex Bus”也向政府提出申请,希望在2019年推出20辆生物燃料巴士。

据“First West”介绍,一个乘客一年消耗的食物和产生的下水道废物能够帮助生物燃料巴士行驶37英里(60公里)。它的环保性极高,这种生物燃料巴士释放的二氧化碳较传统柴油车减少30%。

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取得医学突破

报道称,粪便对医生的价值也越来越大。人类粪便逐渐成了药物,通过注射或口服的方式帮助病人对抗疾病。

人类粪便的这种利用方式在2005年还鲜为人知,当时,如今已经60岁的印第安纳人凯瑟琳·达夫服用抗生素后感染了一种疾病。这种疾病引发了眩晕、腹泻和其他健康问题,由于病情严重,她甚至无法出门。在患病7年后,医生建议她切除结肠。但医生告诉她,即使做完手术后,她的生存几率仍然很低。

达夫没有接受结肠移植手术,而是决定尝试一种截然不同的治疗方式:粪便微生物移植。在此之后,她的健康状况几乎立刻得以改善。借助捐赠的粪便,她的生活又恢复了正常。

为了帮助与她患有相同疾病的人,达夫创办了名为“粪便移植基金会”的非营利组织。自从达夫4年前接受那次改变她生活的手术后,围绕粪便移植便兴起了一个全新的行业。很多公司现在都在销售相关工具,而达夫也表示,大型制药公司也开始测试他们自己的版本。

“OpenBiome”便是其中之一。这家非营利组织已经向医生和诊所提供了超过1.2万份粪便样本用于移植手术,每一份样本的费用在385至535美元之间。他们从32名捐赠者那里获取粪便,每天支付给他们40美元,但每天排便后必须在45分钟内将自己的粪便送到指定地点。

在这家粪便银行工作的萨沙·利伯曼表示,这项严肃的工作为医学研究做出了贡献,但却经常引发人们的窃笑。“当人们知道你是做什么的时候,他们的反应都很大。”她说,“很多人都认为这很恶心,但当你向他们解释清楚后,他们往往都感到很神奇。”


比尔盖茨力推粪便再生水 每天可转化14吨污水

还记得2015年年初比尔·盖茨喝掉的那杯用人类粪便净化而成的饮用水么?对于美国西雅图Janicki Bioenergy能源公司推出的这台污水处理装置Omniprocessor,比尔?盖茨当时表现出了极大的兴趣。这台装置被运往非洲部分地区,完成重新组装之后,5月该装置正式运转开始进行测试。

Omniprocessor污水处理器集成了发电设备、焚烧装置以及水过滤系统,每天可以将14吨污水转化成饮用水。研发团队的目标并不是要生产出更多的饮用水,而是希望可以改善那些落后国家的环境卫生,并且给他们提供更多、更清洁的水资源。

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目前Omniprocessor装置已经在塞内加尔首都达喀尔正式推出,为大约120万居住地没有污水处理管线的居民提供了服务。这也就意味着可以改变当地的排泄物处理方式。以往,人们会在地上挖洞将排泄物排放进去,但这种方式很容易滋生各种疾病。现在这台污水处理装置的出现,改变了这一现状并且还因此提供了清洁的水资源。

截止到目前为止,Omniprocessor污水处理装置项目一切进展顺利。不过比尔·盖茨在他个人博客中表示:“在实际操作过程中,这个项目其实遇到了不少变数和困难。现实世界中遇到的问题远远不是西雅图办公桌上几张测试图纸就能够解决的。例如说,在实际操作过程中你必须找到合适的人去操作这台装置,甚至你还需要与当地的政府和部门进行合作,并且还要时刻关注公众对该项目的反应。”

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