全球暖化日益嚴重,各行各業致力於減少碳排放,謂為英國最大的洋芋片製造商-沃克斯,與CCm Technologies合作將馬鈴薯皮加以回收利用,除原先用於生質燃料發電之外,還安裝CCm’s fertiliser production system,可將發電完的副產物將以轉化利用,製成有機肥料,回饋至馬鈴薯種植,促進土壤健康性,也大幅降低產品碳足跡,構築良好循環。
發動機燃油為原油精煉後的產物,也是現今大多數汽機車使用的燃料之一。原油屬於非再生能源,終將有開採完的一天,因此其他能源的開發或再生能源的研究是刻不容緩的議題。美國伊利諾大學(University of Illinois)與美國麻州大學(University of University of Massachusetts)的研發團隊將濕生物性廢棄物(wet biological waste)變成可添加在柴油中的再生性資源,使能源研究邁進一步。
部分生物性廢棄物來自食品加工處理及動物飼養生產過程,由於未經處理的生物性廢棄物含水量高,因此在脫水乾燥的過程中會耗費大量的能源,不符合經濟效益。研究團隊利用現有的水熱液化(hydrothermal liquefaction, HTL)技術,以生物性廢棄物中的水作為反應媒介,將非脂質生物廢棄物轉化為可用之生質原油。此外,研究人員在生質原油分餾的過程中加入酯化反應,將生質原油提煉,提煉後的生質燃料可以10-20%的比例混入柴油,作為燃油使用。【延伸閱讀】科學家找出微藻生合成生質燃料前驅物的關鍵蛋白
添加生質燃料的柴油,在能源使用效率與排放組成上均與純柴油的性質相仿,可望在不久的將來應用在消費市場上。生質柴油的開發將有助於解決如豬隻排泄物、等農業廢棄物,及處理食品製造過程中產生的廢棄物,並減少燃燒化石燃料造成的碳排問題。
該研究成果已發表在<Nature Sustainability>。
根據新加坡國家環境局(National Environment Agency,NEA)的資料顯示,食物殘渣約佔新加坡廢棄物總量的10%,估計只有14%的食物殘渣有效被回收。為了有效利用這些食品廢棄物,新加坡國立大學(National University of Singapore,NUS)與上海交通大學合作,開發了一種厭氧發酵系統,能夠回收食物殘渣並將其轉化為肥料,發酵時所產生的沼氣也能用來發電與維持系統運作。
藉由微生物的幫助,一公噸的廢棄物約可產生兩百至四百瓩(kWh)的電,隨著廢棄物中所含的碳水化合物、蛋白質與脂質越高,所產生之沼氣與發電量也就越多。透過沼氣發電後部分能量可供應系統熱水與電腦、幫浦、換氣扇等需電裝置,以維持發酵時的最適溫度50℃,多餘的電力則可儲存於電池當中。此外,發酵系統中的每一個過程都能透過電腦進行控制,而各裝置上的感測器也能將排程開始、結束及異常訊號傳送至管理者手機中,以確保系統運作時的效率和安全性。【延伸閱讀】研究指出農電共生的經營模式可最大化太陽能光電轉換效率
此厭氧發酵系統裝設於可移動裝置上,每天可處理約200公斤的廢棄物,將80%廢棄物轉化成富含營養的肥料,加工後可供給於農藝或園藝所需。另外,此系統於發酵過程中能除去水份與硫化氫,因此可避免發出難聞氣味,適合用於人口密集的城市處理廚餘之用。現在研究人員正於校內持續測試,電池中儲存的電力則作為學生手機與平板充電站之用;而另一個更大的400公斤系統也正在開發中,希望未來能實際使用於當地居民生活當中。