生物精煉廠利用玉米秸稈轉製成可再生天然氣
2022/07/26 @國際
摘要
美國愛荷華州最豐富的資源之一—玉米「秸稈」—被用來製成可再生天然氣，提供愛荷華州的家庭與企業熱能。截至12月，位於愛荷華州的內華達工廠Verbio Nevada Biorefinery將切碎的玉米秸稈轉化成天然氣，接著進入穿越愛荷華州的Alliant Energy管道。可再生天然氣製成方式為利用厭氧消化方法 (anaerobic digestion)，將玉米秸稈與牲畜糞便中的細菌結合，並放置於八個大型消化器中，此時玉米殘渣會轉化為生物甲烷氣體，即為化石燃料中的天然氣。
示意圖
內華達州生物精煉工廠Verbio 正處於創立初期階段，計畫於未來幾個月內進行擴建，目標是提供足夠的可再生天然氣 (Renewable Natural Gas, RNG) 為5000戶家庭提供熱能，將切碎的玉米秸稈轉化成天然氣，利用厭氧消化方法 (anaerobic digestion) 將玉米秸稈與牲畜糞便中的細菌結合，並放置於八個大型消化器中，此時玉米殘渣會轉化為生物甲烷氣體，即為化石燃料中的天然氣。工廠正另外建造消化器，同時利用玉米生產乙醇。
「秸稈」是作物的地上部 (above-ground) 而非穀物，亦稱為玉米飼料 (corn fodder) 或作物殘留物 (crop residue)，愛荷華州立大學推廣服務部田間農業工程師 Kapil Arora表示：「秸稈可依據需求裁切成不同大小，且容易捆綁。」愛荷華州是全美最大玉米產地，每年有超過1300萬英畝的土地和超過20億bushel (約5000萬公噸) 玉米收成。當玉米採收後，秸稈為留在原地分解的部分，秸稈營養豐富，卻也給農民帶來挑戰。Kapil Arora表示：「隨著產量提高，愛荷華州的農民需處理田間剩餘的秸稈，許多人進行耕犁是為了讓秸稈分解及降解，然而這些秸稈須藉由其他方法妥善利用。」Kapil Arora與愛荷華州立大學推廣服務部於生物精煉工廠Verbio創立初期階段即參與規劃，提供技術、主持農民會議並進行研究。
玉米收割後， Verbio工廠員工將剩餘秸稈壓縮綑成易於移動和堆放的方體，農民透過去除約50%玉米秸稈，以進行免耕種植減少耕作需求。秸稈草捆經錘磨機切成較小體積後，放入化糞池中經細菌利用分解後，將產生生物甲烷氣體經洗滌並濃厚成純度為99.9%甲烷氣體，加壓送入Alliant Energy管道，此項計畫使的能源。農民提供資金，設備及服務由Verbio工廠提供，作為可再生能源可為環境帶來正面影響。Verbio公司總裁表示：「此項行動針對大氣中的二氧化碳進行碳降解處理，並提供家庭溫暖熱源。」
愛荷華州立大學工程師 Kapil Arora幫助Verbio公司進行物流研究並與當地農民和民眾接洽，接下來將舉辦農民會議。另協助學生研究人員完成玉米秸稈現地研究。Verbio工廠計畫每年加工約100,000噸玉米秸稈，除了製成天然氣外，過程中的副產物腐植質亦可用做土壤改良劑和有機肥。【延伸閱讀】- 利用榛果殼製造再生能源的發展潛力
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