將廢棄物轉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（從垃圾填埋場到牛糞）來生產足夠的能源，為俄勒岡州和華盛頓州提供電力，同時削減相當于3700萬輛汽車價值的碳。

這是根據(jù)加州大學洛杉磯分校工業(yè)生態(tài)學家、能源經濟學家迪帕克·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物材料轉化為電力、生物燃料或熱能而獲得的。雖然美國不會大規(guī)模地從廢物中產生能量，但從有機材料中獲得能量的過程已經建立起來。例如，根據(jù)歐洲廢物到能源工廠聯(lián)合會的數(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，幾乎所有的生物能源都來自農作物?！渡镔|能數(shù)據(jù)書》顯示，2011年，美國生產的乙醇有96%來自玉米。

幾十年來，決策者和商業(yè)利益集團一直在從農作物中推廣生物燃料。2005年，國會通過了要求將可再生燃料納入汽油和其他運輸燃料的標準。美國在過去35年中還花費數(shù)十億納稅人美元補貼乙醇。

但以作物為基礎的乙醇制造了其他問題-包括糧食價格上漲和農業(yè)擴張對環(huán)境的破壞，如生境破壞、肥料徑流和用水。這些影響導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，因為我們需要更多的可再生能源，但我們需要更好的生物燃料。

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，最終產品是什么，以及在哪里生產。拉賈戈帕爾和劉通過對四種類型的廢物：農業(yè)、林業(yè)、垃圾填埋場和牛糞進行生命周期分析，或對從創(chuàng)造到結束的產品進行檢查，研究了這種變異性。

該研究包括15種能源轉換技術和29種廢物類型。在他們的分析中，研究人員將關于廢物轉化技術的文獻中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)與從基準年估計數(shù)和電力組合中獲得的當?shù)貜U物結合起來，以確定相對能源收益和減排量。

由于燃燒生物能源產品本身就會產生溫室氣體排放，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?shù)丨h(huán)境變得重要。例如，使用生物能源生產電力所節(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，而不是產生大量太陽能和風能的地區(qū)。

總的來說，這項研究發(fā)現(xiàn)，美國每年利用現(xiàn)有的廢物資源產生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州消耗了大約3.3億焦耳的能源。該研究還得出結論，使用廢物產品有可能取代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3,700萬輛客車運出道路。

一個關鍵的發(fā)現(xiàn)是，沒有一種生物能源生產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用取決于預期的結果。

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

拉賈戈帕爾說，生物燃料不應局限于任何一種應用，潛在的運輸應用范圍從汽車和卡車到飛機和船只。多樣化是關鍵。

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

航空公司已經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、航運和卡車運輸約占全球碳排放的8%。拉賈戈帕爾說，在這些行業(yè)中，一個簡單的要求生物燃料融入燃料混合物的任務可能是有效的，因為它將鼓勵大規(guī)模生物燃料技術的進一步發(fā)展。

“在所有這些應用中，電動汽車技術仍然不存在。電動電池仍然不在那里，”拉賈戈帕爾說。“因此，我們仍然需要石油的替代品。我認為，如果你做得對，生物燃料就會有作用。”