擦過臟東西的廢棄衛(wèi)生紙應(yīng)該沒人想多看一眼,直接打包送給垃圾桶或馬桶,但總有科學(xué)家擅長物盡其用,竭盡所能將萬物分解重構(gòu)再利用?,F(xiàn)在,來自荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)的化學(xué)家領(lǐng)全球之先,首度發(fā)布了將廢棄衛(wèi)生紙轉(zhuǎn)化成電力的技術(shù)經(jīng)濟分析,是一種可以媲美住宅太陽能發(fā)電成本的低碳再生能源。研究人員說,這種新型生成方法將能同時解決掩埋場和化石燃料依賴問題。
廢棄衛(wèi)生紙(Waste toilet paper,縮寫 WTP)通常不太被視為資產(chǎn),事實上,多數(shù)人都不喜歡考慮它。然而,它其實是豐富的碳源,含有 70%——80% 的干燥纖維素。
平均來說,每個歐洲公民每年可產(chǎn)生高達 10——14 公斤的廢棄衛(wèi)生紙(美國人更多),這些原料積累在一些國家城市的污水過濾器中,比如荷蘭。荷蘭水利會稱,荷蘭人每年將 18 萬公噸的衛(wèi)生紙沖進馬桶;而歐洲面紙協(xié)會估計,全歐洲每年用掉 500 萬公噸的衛(wèi)生紙,荷蘭的廢水處理廠每篩出 1 噸廢棄衛(wèi)生紙就要額外耗費 70 歐元。
為了解決污水中的廢棄衛(wèi)生紙問題,荷蘭人可是動了各種腦筋,比如之前才有企業(yè)研發(fā)出專利,將有高品質(zhì)纖維的廢棄衛(wèi)生紙(荷蘭人上廁所講求舒適奢侈的衛(wèi)生紙)提煉成蓬松纖維原料,轉(zhuǎn)手做為鋪路瀝青或建筑原料出售。
所以現(xiàn)在,又有荷蘭科學(xué)家從廢棄衛(wèi)生紙上得到研究真?zhèn)鳎屛覀冊隗@奇的同時似乎也不那么意外。阿姆斯特丹大學(xué)分子科學(xué)研究所教授加迪·羅恩伯格(Gadi Rothenberg)和鮑伯·范德祖瓦(Bob van de Zwaan),提出一種可將廢棄衛(wèi)生紙轉(zhuǎn)換成電力的“兩步程序法”:第一步先將廢棄衛(wèi)生紙氣化,從氣體中除去焦油和水分,留下甲烷、二氧化碳及一氧化碳,第二步再使用高溫固態(tài)氧化物燃料電池(SOFC)直接將這些高溫氣體(高達 900℃)轉(zhuǎn)化成電。
▲ 將廢棄衛(wèi)生紙轉(zhuǎn)換成電力的“兩步程序法”
團隊是基于現(xiàn)實參數(shù)值進行研究,評估每 1 萬噸廢棄衛(wèi)生紙轉(zhuǎn)換成電力的可行性,在與阿姆斯特丹廢物能源公司(afvalenergiebedrijf,AEB)合作后獲得了實驗計算數(shù)據(jù):整體電效率為 57%,與天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠相似;單位發(fā)電成本(The levelized cost of electricity,LCOE)約為 20.3 美分/kWh,與目前的住宅太陽能電池板設(shè)備大致相同。
雖然發(fā)電成本低,但這個系統(tǒng)的運行成本偏高,主要是因為裝設(shè)燃料電池讓人吃不消,尚未達到建立這些系統(tǒng)的成本效益。然而,隨著燃料電池市場的茁壯發(fā)展,以及熱力學(xué)轉(zhuǎn)換效率高,研究人員預(yù)期成本終究會下降。使用這項模型,他們認為,光是轉(zhuǎn)換荷蘭的首都阿姆斯特丹 1 年所產(chǎn)生的廢棄衛(wèi)生紙(約 1 萬噸),就有可能為 6400 個家庭提供電力,并讓污水處理廠節(jié)省高達 40% 用于分離衛(wèi)生紙和水的資源。
項目小組最后得出結(jié)論,將廢棄衛(wèi)生紙轉(zhuǎn)化為電力的未來一定會存在。不過,荷蘭公司或市政當局尚無意愿進一步投資發(fā)展,加迪·羅恩伯格透露,團隊正在考慮將這項概念引到海外,“第一個 WTP 電廠很可能會在中國建成?!边@項分析研究發(fā)布在《能源技術(shù)》雜志上。