在歐洲許多國家，城市生活垃圾的處理方式早已從單一的減量化轉變為減量化、能源化同時進行，即將垃圾中的有機質成分“變身”為清潔能源——沼氣，并進一步提純為高品質的生物燃氣，供給出租車、公共汽車甚至火車使用。

垃圾填埋不僅造成土地資源的浪費和破壞，還會導致二次污染。圖片來源：昵圖網

而在我國，沼氣產業卻始終難以擺脫小規模、低效率的“小農經濟”模式，由于受制于技術障礙，一直難以走上工業化生產的道路。

不過，記者近日從第七屆固體廢物管理與技術國際會議上獲悉，北京化工大學開發的規模化厭氧消化生產清潔燃氣的技術，有望加快推動城市生活垃圾“變廢為寶”的產業化進程。

生活垃圾新出路

北京市垃圾分類官網上有這樣一句形象的說法：“北京市每天產生的垃圾，如果用裝載量為2.5噸的卡車來運輸，長度接近50公里，能夠排滿三環路一圈。”

如今，城市生活垃圾的產量居高不下。環保部統計的數據顯示，我國城市生活垃圾清運量每年高達1.58億噸，其中有機垃圾約占60%，每年還有數千萬噸的生活垃圾得不到無公害化處理。

記得曾經在廣東連州國際攝影家年展上，一位自由攝影師在一張北京市衛星地圖上，將自己拍攝過的非法垃圾填埋場用黃色標簽密密麻麻地標出，最后居然形成了一個巨大的“七環”。

事實上，我國多數城市處理垃圾仍把填埋作為首選方式，這不僅造成土地資源的浪費和破壞，還導致大氣污染、水污染等二次污染。而另一種垃圾焚燒發電的處理方法，爭議更是從未消歇，“二惡英”幾乎成了垃圾焚燒的代名詞。

如何給龐大的城市生活垃圾找到一條更好的“出路”，成為環保部門的棘手問題。

對此，北京化工大學環境科學與工程系教授、北京市高等學校環境污染控制與資源化工程研究中心主任李秀金在提交的大會報告中指出，利用新型厭氧消化技術將人畜糞便、餐廚垃圾、果蔬垃圾等生物質廢物轉化成清潔能源——生物燃氣，將是近期大中型城市實現生活垃圾減量化并轉化為清潔能源的較好方法。

傳統技術變身

厭氧消化技術是指在較溫和的厭氧環境下，利用微生物將可降解有機物進行分解，產生潔凈能源——沼氣，同時沼液及沼渣還可用來生產土壤調節劑。

實際上，有機廢棄物制沼氣早已不是新鮮事，特別是在有機廢棄物資源豐富的農村地區。截至2008年年底，我國就已經有三千多萬農戶建設了沼氣池。

可是，這種小打小鬧的“農村能源”似乎只能解決一家一戶的問題，而且受氣溫影響明顯，很難進行規模化、產業化的連續產氣。

如何從農戶沼氣到產業沼氣，正是李秀金領導的固廢處理與資源化團隊的主要研究課題。

該團隊成員朱保寧博士在接受《中國科學報》記者采訪時表示，他們在傳統技術的基礎上，研究開發了滾筒式好氧反應器、兩相多級厭氧消化、“自載體生物膜”厭氧消化和固態干發酵等工藝技術，可以把居民生活垃圾中的生物質成分分離出來，并將多種生物質大規模地轉化成清潔能源——沼氣。

不過，沼氣是多種氣體的混合物，除含有甲烷外，還含有二氧化碳、硫化氫、水和氮氣等。為此，研究組還開發出綠色環保的壓力水洗提純工藝和化學吸收提純工藝。沼氣經過提純后就轉變為高品位的“生物燃氣”，其成分和品質與天然氣幾乎相同。

“生物燃氣與天然氣可以通用，若能規模化生產，既可以并入城市天然氣管網中，又可以作為天然氣汽車的燃料。”朱保寧說，“我們與赤峰一家企業合作的一項日產3萬方的工程，每天可以給1800多輛汽車提供天然氣。”

政策助推產業突破

由于我國在城市生活垃圾制備燃氣技術上缺乏系統化研究，許多標準化和系列化的成套裝備還主要依賴進口。

值得注意的是，前不久由科技部、環保部、中國科學院等7部門聯合發布的《廢物資源化科技工程“十二五”專項規劃》中明確提出，“十二五”期間將針對城市生活垃圾，重點突破有機垃圾厭氧消化、垃圾高效能源化轉化等關鍵技術和設備，形成適合我國城市垃圾特點的能源化、資源化利用體系。

在朱保寧看來，近年來國家在廢物資源化領域明顯加大了政策扶持和經費資助力度，這將有力推動該領域相關技術的規模化、產業化開發以及相關設備的自主化、標準化、系列化、成套化進程。

另外，朱保寧認為，如今各級地方政府、環衛企業、能源企業也都踴躍參與到新技術示范工程中，這也同時說明規模化厭氧消化技術前景較為樂觀。

記者算了一筆賬，如果將官方統計的有機廢棄物全部通過厭氧消化技術轉化成沼氣，每年約產3519億立方米，假設只用其中的1/4，然后再將其50%的甲烷提純后，每年約產440億立方米的生物天然氣。

可是，我國的沼氣產業卻一直難登大雅之堂。作為生物天然氣力挺派的典型代表，兩院院士石元春就曾多次公開呼吁，國家要像上世紀50年代抓“橡膠”，六七十年代抓“兩彈一星”，七八十年代抓“糧食”一樣，打一場生物天然氣的絕地翻身戰。

對于生物燃氣未來的發展，李秀金團隊的另一位成員表示，生物燃氣只有走規模化生產的道路，才可能形成一定效益和吸引更多企業加入。另外，基于多種原料可以復合發酵的原理，未來還可以把畜禽場、食品廠、垃圾處理廠等多種來源的有機質垃圾統一進行多元厭氧發酵，大規模生產生物燃氣。