歐洲存在生物廢物問題。數(shù)百萬噸的有機(jī)廢料沒有使用富含碳的物質(zhì)作為燃料，而是傾倒在垃圾填埋場中，在那里分解并釋放出溫室氣體。
同時(shí)，歐盟進(jìn)口了數(shù)百萬噸煤炭，用于工業(yè)用途和能源生產(chǎn)。這帶來了受脆弱的供應(yīng)鏈約束的原材料，增加了碳排放，歐盟旨在減少對(duì)原材料的依賴。
解決這些不平衡問題的方法可能會(huì)找到生物煤的解決方案，生物煤是一種由有機(jī)廢物制成的碳中和商品，可以用作能源，工業(yè)原料或什至用于存儲(chǔ)碳而不是將其排放到大氣中。
“(生物煤)技術(shù)可以在市場上發(fā)揮重要作用，首先是因?yàn)槲覀兓厥崭邇r(jià)值的材料，其次是因?yàn)樗厥账俣瓤欤浯?hellip;…是因?yàn)樗梢员苊釩O 2排放，”該公司創(chuàng)始人瑪麗莎·埃爾南德斯·拉托雷(Marisa Hernandez Latorre)說道。位于西班牙巴倫西亞的可持續(xù)技術(shù)公司Ingelia的首席執(zhí)行官。
制造煤炭替代品的一種方法是稱為水熱碳化(HTC)的過程，該過程在壓力下使用過熱水在數(shù)小時(shí)內(nèi)生產(chǎn)出生物煤。化石煤的地質(zhì)形成通常需要數(shù)百萬年的時(shí)間。
埃爾南德斯·拉托雷(Hernandez Latorre)表示：“這實(shí)際上是一個(gè)非常簡單且穩(wěn)定的過程，因?yàn)樗淖饔镁拖窦铀僮匀恍纬擅禾恳粯印?rdquo;
Ingelia已為西班牙，英國和比利時(shí)的三座生物煤工廠開發(fā)了專有的HTC工藝，其總產(chǎn)能為每年8,000噸生物煤。還有幾個(gè)正在等待監(jiān)管部門的批準(zhǔn)，并且應(yīng)該在未來幾年內(nèi)將產(chǎn)能翻番。
Hernandez Latorre表示：“ HTC生物煤……不僅避免了工業(yè)過程中使用硬煤，而且還避免了垃圾填埋場中的甲烷排放，”他補(bǔ)充說，該技術(shù)可以從有機(jī)廢物中回收多達(dá)95%的碳。
甲烷是一種比二氧化碳更有效的溫室氣體，其中一個(gè)值得注意的來源是垃圾場。歐洲每年都會(huì)在垃圾填埋場中丟棄數(shù)百萬噸生物廢物，即使在有甲烷捕集系統(tǒng)的地點(diǎn)，也有很大一部分氣體可以逸出。
已經(jīng)開發(fā)了幾種不同的HTC方法，但該過程通常沿壓力鍋運(yùn)行，盡管其成分從食品或飲料加工的殘留物，農(nóng)業(yè)廢料，林業(yè)碎片(如木片和鋸末)到玉米芯和污水。
將生物廢料在2兆帕斯卡(MPa)的壓力或20個(gè)大氣壓下，在180°C至250°C的溫度下放入稱為反應(yīng)器的設(shè)備中。這意味著系統(tǒng)中的水是過熱的，而不是轉(zhuǎn)化為蒸汽。
反應(yīng)器將有機(jī)材料中的固體轉(zhuǎn)化為硬生物煤(也稱為水煤)，而液體可以分別收集并用作生物肥料，釋放的任何氣體都可以收集并用于為系統(tǒng)提供動(dòng)力。
盡管使用不同的生物廢料，但不同的原料確實(shí)會(huì)通過確定灰分含量而影響質(zhì)量，因此生物煤具有相似的特性。反應(yīng)器中的條件會(huì)破壞病原體，并且產(chǎn)生的產(chǎn)品是無菌的。在將煤泥壓縮成團(tuán)塊或小球之前，還可以對(duì)其進(jìn)行處理以去除玻璃或金屬的碎石或碎片。
Ingelia的基本HTC工藝可以使用食物垃圾，例如生產(chǎn)類似于化石棕煤的生物煤，其中包含約60%的碳。然后，這種水炭可以通過額外的步驟來制造更高價(jià)值的“設(shè)計(jì)師”生物煤，去除灰分和揮發(fā)物，以確保碳含量高達(dá)90%–能夠與頂級(jí)硬煤競爭。
Hernandez Latorre表示：“我們可以使用(進(jìn)一步加工)來定制最終產(chǎn)品，從生物材料中準(zhǔn)確地獲取他們?cè)谘h(huán)經(jīng)濟(jì)(系統(tǒng))中工業(yè)過程所需的東西。”
Hernandez Latorre表示，Ingelia內(nèi)部研究表明，與有或沒有甲烷回收系統(tǒng)的垃圾填埋場相比，每噸HTC生物煤可避免6.5至8.3噸CO 2當(dāng)量。
她說，最基本的水煤炭的市場價(jià)值為每噸170歐元，而含碳量最高的高檔生物炭的市場價(jià)值則超過每噸400歐元，這取決于其用途。
Ingelia將其來自多個(gè)研究項(xiàng)目的研究結(jié)果整合到HTC流程中，并將其技術(shù)的目標(biāo)對(duì)象為依賴煤炭，污水處理(必須處理有機(jī)廢物)以及能源生產(chǎn)商從燃煤發(fā)電轉(zhuǎn)向可再生能源的行業(yè)。
隨著COVID-19大流行引起的煤炭價(jià)格下跌和經(jīng)濟(jì)放緩的需求，生物煤可能需要時(shí)間來取代全球工業(yè)中的化石燃料。但它為那些必須處理有機(jī)廢物并滿足歐盟到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的計(jì)劃提供了一種解決方案。
埃爾南德斯·拉托雷(Hernandez Latorre)因其在清潔能源研究方面的工作而于6月12日被任命為歐盟的任務(wù)創(chuàng)新冠軍，她認(rèn)為該技術(shù)在未來10至15年中將發(fā)揮越來越重要的作用。
她補(bǔ)充說：“市場確實(shí)為接受或?qū)嵤┬录夹g(shù)做好了準(zhǔn)備，唯一的是它們需要得到足夠的大規(guī)模開發(fā)。”
工業(yè)界需要生物煤有足夠的市場可利用性，以便提前計(jì)劃替代化石燃料。投資者希望在投資購買復(fù)雜的HTC設(shè)備(可能花費(fèi)數(shù)十萬甚至數(shù)百萬歐元)之前，要確保有足夠的生物廢物進(jìn)行處理，并得到用戶承諾購買產(chǎn)品。
盡管生物廢料構(gòu)成了全球范圍內(nèi)的問題，但在許多發(fā)展中國家，這些設(shè)置成本卻高得令人望而卻步。
韓國研究人員Jae Wook Chung博士說，但是一種低成本，低技術(shù)含量的利用人類糞便制造生物煤和化肥的方法，可以給人們?nèi)狈πl(wèi)生設(shè)施的地方帶來雙重好處。
他認(rèn)為，既有可能為社區(qū)創(chuàng)造收入，又有可能解決因未經(jīng)處理的排泄物而造成的環(huán)境和健康問題，據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，6.73億人必須在露天排便 –在街道，灌木叢后或在露天水域。
研究表明，HTC反應(yīng)堆的造價(jià)不到20,000歐元，但Chung博士的目標(biāo)是使用一個(gè)名為FEET的項(xiàng)目來開發(fā)一種甚至更簡單，更便宜的模型，該模型可用于貧困，高密度社區(qū)，如喀伯拉貧民窟。肯尼亞首都內(nèi)羅畢。
他設(shè)想了一個(gè)與油桶大小類似的系統(tǒng)，該油桶由不銹鋼管制成，可在許多發(fā)展中國家用作建筑用品。他想從反應(yīng)堆外部監(jiān)控溫度和壓力，避免使用昂貴的探頭。
Chung博士還將重點(diǎn)研究確保可持續(xù)地供應(yīng)廢物進(jìn)行處理的方法。
