4 Advice to Choose a Waste To Biogas

选择废物转化为生物气体的建议

美国每年产生超过7000万吨的有机废物。除了优先考虑源头减少和帮助解决饥饿问题外，管理非可食用来源的有机废物如牲畜 manure、农业废弃物、污水和不可食用的食物残渣也同样重要。若这些废物得不到妥善处理，将对环境和公共健康造成巨大威胁。不当的处理方式可能导致病原体、化学物质、抗生素和营养物质通过径流或浸出进土壤而污染地表水和地下水；过量的营养物质则会造成藻类繁殖，影响野生动物并污染饮用水。

在有机废物分解过程中，会产生大量甲烷，这种强效温室气体在大气中捕捉热量的效率比二氧化碳更高。例如，在同等量条件下，甲烷在20年内吸收的热量是二氧化碳的86倍。为了减少温室气体的排放，并降低水体污染的风险，有必要采取措施移除有机废物并转化为生物气体，这是一个可再生的能源源泉。生物气的使用能替代化石燃料，从而进一步减少排放，有时会产生碳负体系。尽管利用有机废物的潜在益处包括环境保护、投资和就业创造，但目前美国仅有2200个生物气系统在运转，反映出其未能充分发挥的巨大潜力。

生物气的定义

生物气是通过厌氧消化过程将有机材料（植物和动物产品）分解后生成的，厌氧消化是一个在缺氧环境中由细菌进行的过程。生物气系统采用厌氧消化技术来回收这些有机物，将其转化为生物气，其中包含能源（气体）以及有价值的土壤产品（液体和固体）。

生物气的多重好处

储存的生物气为基础负荷电力提供了清洁、可再生和可靠的来源，替代煤或天然气，满足最小电力需求。使用储存的生物气可限制甲烷释放并减少对化石燃料的依赖。通过充分利用美国的生物气潜力，减少的甲烷排放与80万至1100万辆乘用车的年排放量相当。基于“废物到车轮”的评估，由生物气生产的压缩天然气相比石油汽油减少了高达91%的温室气体排放。

生物气的原料来源

食物废物

全球每年有大约30%的食物供应被浪费。在美国，每年约产生1330亿磅（6650万吨）的食品废物，主要来自居民和商业领域。美国环境保护局的食品回收分类优先考虑源头减少和责任感处理。可惜的是，食品废物占美国垃圾填埋场的21%，而只有5%的食品废物被回收成土壤改良剂或肥料。

填埋气体

填埋场是美国人为释放甲烷的第三大来源。填埋场内同样存在着产生生物气的厌氧细菌。当这些乙烯气体（LFG）不被利用时，它们会进入大气。不过，如今美国的LFG项目每年可产生约170亿千瓦时的电力，为自然气管道或最终用户提供980亿立方英尺的LFG。

牲畜废物

一头1000磅的奶牛每日产生约80磅的粪便。这些粪便通常存储在蓄水池中，待施肥。然而，粪便在降解过程中不仅会产生甲烷，还可能对水体的营养成分造成影响。

城市污水处理

许多污水处理厂已经拥有厌氧消化装置来处理污泥。但许多设施未能利用产生的生物气，而是将其熄灭。若目前使用厌氧消化的设施安装能源回收设施，美国每年可减少二氧化碳排放230万吨。

作物残留物

作物残留物可包括秸秆、杂草和植物修剪。高的作物产量导致了更多的残留，而去除一部分是可持续的，相关的可持续采收率取决于作物种类、土壤类型和气候因素。

生物气的最终用途

原生物气和消化物

几乎没有处理的生物气可用于现场供暖和发电。消化物则是消化过程后剩余的富营养固体或液体材料，它对植物和土壤构建的养分更可供植物易于消化的形式。

可再生天然气

可再生天然气（RNG），也称生物甲烷，是经过提纯处理以去除二氧化碳、蒸汽水和其他微量气体，使其达至天然气行业标准的生物气。RNG可以注入现有的天然气网络并与常规天然气互换使用。

压缩天然气和液化天然气

RNG可以转为压缩天然气（CNG）或液化天然气（LNG）作为机动车燃料。CNG燃料经济性与传统汽油车辆相当，适用于轻型至重型车辆。

支持生物气行业的联邦政策

可再生燃料标准

可再生燃料标准（RFS）作为美国国会的一项规定，要求向运输燃料供应中混入可再生燃料。目前，关于部分燃料的体积限制均涵盖多种不同类型的生物燃料，如生物质柴油和先进生物燃料。

结论

生物气系统将废物管理的成本转变为美国各农业、乳制品和工业的营收机会。通过将废物转换为电力、热能或机动车燃料，生物气提供了一种可再生能源源泉，有助于减少对外来石油的依赖，减少温室气体排放，改善环境质量，并增加当地就业机会。

美国拥有添加13500个新生物气系统的潜力，能创造超过335,000个建筑工岗位和23,000个永久就业岗位。要实现这些潜力的充分利用，行业需要持续的政策支持，稳定的农场法案能源项目资金以及强劲的可再生燃料标准促进投资和创新。

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