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日本東北大學和新瀉食品農業大學研發從牛胃液產生發電氣體

2019/09/20 @國際

摘要

由日本東北大學與新瀉食品農業大學研究團隊研發牛胃液發電系統,運用牛胃液分解農作物採收後的農業廢棄物(植物根莖葉),進而產生甲烷並用於發電,可大幅降低農民處理農業廢棄物的費用,也可節省屠宰場處理牛隻胃液之成本。未來若能成功建構並確立研發方法,則可期盼落實產業在地化。

日本東北大學和新瀉食品農業大學研發從牛胃液產生發電氣體

  牛胃液發電系統為日本東北大學與新瀉食品農業大學研究團隊連袂廢棄物處理業者KUREHA ECOLOGY MANAGEMENT公司(位於福島縣岩城市)共同合作而成。首先利用牛的瘤胃內所儲存的胃液,分解儲存槽內的植物根莖之農業廢棄物;隨後,再移到含有產甲烷菌的儲存槽內使其生成甲烷,後續作為發電使用。
  牛的瘤胃存有約莫兩千兆個微生物,可分解纖維質並促進甲烷發酵產生有機酸,藉由此特性可有效產生甲烷。研究發現,番茄植株的葉、莖浸泡在牛瘤胃溶液中發酵,所產生的甲烷比未浸泡時多1.5至2倍;若運用含纖維素的植物性廢紙處理則可產出2.6倍的甲烷。估算出3000毫升的胃液以及3公克的廢紙,可產生285毫升的甲烷。
  根據日本環境部發表數據,2017年度的農林業的廢棄物產量為7,833萬噸,數量為工業廢棄物的20%,僅次於電力和天然氣的基礎設施和建築業。參與牛胃液產生發電氣體研究開發的新潟食品農業大學中井裕教授,將此技術實際應用於農業領域,農民若將作物採收後產生之農業廢棄物(例如:稻草、稻殼)提供給發電公司,可減輕其處理農業廢棄物之負擔。中井裕教授表示:「如果將此項技術引進日本農業大縣—新潟,材料供應與農民管理均有顯著優勢」。
  若發電用的胃液來源都來自屠宰場,每一頭牛約莫可提取100毫升的胃液。牛胃液對於汙水處理場而言是農業廢水,中井裕教授認為這些廢水淨化程序「相當耗費電力成本」。根據新潟食品農業大學的估算,牛隻屠宰場每年若能減少6,000頭牛隻的廢水處理,則可節省830萬日圓的處理費。
  落實產業在地化,維持牛胃液的品質是相當重要問題;如何分類出可應用在甲烷發電之微生物、使用多少微生物可有效發電。

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