期刊發文稱生活垃圾熱解是“有專利的錯誤”

 

最近, 著名學術論文網站 Elsevier 刊載了一篇名為《以高熱效率和可持續自居的垃圾熱解發電技術是“有專利的錯誤”》 ('Patented blunderings’, efficiency awareness, and self-sustainability claims in the pyrolysis energy from waste sector)的文章,作者為英國拉夫堡大學的安德魯·N·羅林森(Andrew N. Rollison[1]和諾丁漢大學的胡默克·M·歐拉德荷(Jumoke Mojisola Oladejo)。該文將于明年 2 月刊登在《資源、保護和回收》雜志(Resources, Conservation and Recycling)141 期上。不過,一直到今年12月23日前都可在該網站免費下載(鏈接 https://authors.elsevier.com/a/1X-E33HVLKaZLr)。 

根據摘要,這篇文章探討了垃圾熱解的概念,以及這種需要通過消耗能源來產生能源的現象的前景。這篇文章使用了文獻綜述和案例研究的方法,以及民事許可申請和實驗的結果,最終得出了結論:所謂自我可持續的垃圾熱解能發電技術在熱力學理論上未經證實、實際操作中無法讓人信服、并且從環境角度考慮有諸多弊端。

文章指出,垃圾熱解發電站的商業失敗與無視熱力學基本原理之間有關系,因為在使用、評估和資助這些技術時往往會忽視能源平衡和可持續性。這對投資者來說有風險,對社會向更可持續的未來過渡也會起反作用。

作者認為,通過混合垃圾熱解來給水加熱,比直接用電燒水需要的能源更多。根據熱力學第二定律,由于熱損耗,過程增加會降低效率。這意味著熱解系統實際上是一種能量密集型熱水器,有著許多額外的工藝挑戰和污染環境的途徑。此外,為了使焦油保持在其露點以上,燃燒室之前的生產線也必須加熱,從而引起其它的能量需求和其它的(熱力學第二定律)熱能損失。

圖:熱解過程

解決這個問題的唯一方法是讓燃燒室與熱解反應器‘緊密耦合’,這意味著垃圾熱解系統實質上就是一個焚燒爐了,并且最好讓它燒結從而充分混合,不過這樣的話整個設計理念就很多余了。

此外,文章還強調了能量平衡圖表的重要作用。

“雖然至今尚未被廣泛報道,但垃圾熱解通常在設計上無法達到能量平衡,并總是無視熱力學的基本原理,這也是本研究的基本原理。如果我們的社會要更加可持續,那么這些新的‘垃圾能源化’技術如何管理能源和資源就必須要清晰明了。同樣,如果要使這些技術有說服力,那么在設計中遵守熱力學定律也是至關重要的。”

”垃圾熱解技術中的能源和效率意識極為低下,此前的發電廠的運營失敗不僅僅由于這是一個新興的產業,而是在于總體概念的基礎性缺陷,根源是無視技術創新的理論合理性。”

除了垃圾熱解技術的缺點之外,文章中還指出了破壞有價值的資源以產生低效的能源不具備可持續性。 

“總之,在尋找替代能源和解決城市垃圾等社會問題的過程中,很多‘垃圾能源化’項目已經偏離了效率和可持續性的基本原則。如果堅持這些原則,即便沒有完整的信息庫,將通過垃圾熱解實現‘垃圾能源化’很容易被發現并不可行,這項技術在實施時會導致后續巨大財政和物資的投入……對于全球持續升級的城市垃圾問題,真正的解決方案不在于垃圾熱解系統,而在于廣泛推行‘垃圾減量’和‘垃圾再利用’,并設計具備可回收性或經久耐用的產品。”

在這篇文章的結論中,作者認為:

“用于‘垃圾能源化’的垃圾熱解技術在熱力學上未經證實、實際操作中無法讓人信服、并且從環境角度考慮有諸多弊端……城市固體垃圾的熱解無法為社會提供可持續的能源......必須根據熱力學定律,考慮到發電廠總體能源和資源的配置,確定和實施相應的能量平衡措施。”

[1] 安德魯·N·羅林森(Andrew N. Rollison)的另一篇文章:火災、爆炸、有毒化學物質泄露,你所不知道的垃圾氣化發電

翻譯:車亮,王玲  校對:何玲輝

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