當(dāng)所有人都在為堆積如山的垃圾煩惱時(shí),MichiakiShigehiro的煩惱可謂無(wú)人能解。“我每天都在努力尋找更多的垃圾”,MichiakiShigehiro面情嚴(yán)肅地說(shuō)。事實(shí)上,他每天平均能收購(gòu)100噸的垃圾,但他希望越多越好。
Shigehiro是EcoValleyUtashinai公司的商業(yè)常務(wù)經(jīng)理。這個(gè)公司是以日本北海道一個(gè)小城市命名的。該公司利用電弧等離子體技術(shù)將垃圾轉(zhuǎn)化為能源,其實(shí)質(zhì)是依靠振蕩的電流體,在一個(gè)密閉空間使空氣電離,產(chǎn)生16000℃的超高溫,幾乎是太陽(yáng)表面溫度的3倍。這項(xiàng)技術(shù)可以說(shuō)是昂貴的,若要收回其5900萬(wàn)美元的巨額投資,充足的垃圾供應(yīng)量是重要的影響因素。
僅Utashinai城所產(chǎn)生的垃圾是不能完全滿足EcoValleyUtashinai工廠需要的,但放眼日本、放眼全球,人類(lèi)產(chǎn)生的垃圾就太多了。日本每年產(chǎn)生約5千萬(wàn)噸垃圾,人均每天約1千克,包括紙張、食物、塑料和其他垃圾。這些垃圾統(tǒng)稱(chēng)為城市固體廢物。美國(guó)的年人均產(chǎn)垃圾量更高,幾乎是日本的兩倍,僅2005年美國(guó)就產(chǎn)生了2.22億噸的城市固體廢物。通常,這些城市固體廢物不是被掩埋就是焚燒掉。不管那種方式,都是既費(fèi)錢(qián)(納稅人的錢(qián))又會(huì)對(duì)土地和大氣造成嚴(yán)重的污染。在美國(guó)不同的地區(qū),掩埋一噸垃圾的直接成本是30-80美元,焚燒1噸約69美元,而像日本這樣土地資源極其珍貴的國(guó)家,掩埋或焚燒一噸垃圾則必須付出200-300美元的直接經(jīng)濟(jì)成本。另外,不管是掩埋處理還是焚燒處理都會(huì)沖擊經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,降低垃圾處理場(chǎng)附近區(qū)域的物產(chǎn)價(jià)值,而且如果處理不當(dāng),還有可能產(chǎn)生巨大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
EcoValleyUtashinai的設(shè)計(jì)者認(rèn)為,只要利用電弧等離子體技術(shù),這些問(wèn)題都能得到很好的解決。理論上,通過(guò)氣化將垃圾轉(zhuǎn)成能源,垃圾處理將會(huì)是一個(gè)既環(huán)保又利潤(rùn)豐厚的良性產(chǎn)業(yè)。從理論上計(jì)算,一噸固體垃圾蘊(yùn)含的能量是同質(zhì)量煤的1/3至1/2,這足夠支撐一個(gè)垃圾處理場(chǎng)能量使用,剩余的也可以賣(mài)給國(guó)家電網(wǎng)。但是Utashinai等離子體垃圾處理廠作為世界上正在運(yùn)行的一個(gè)大型的城市固體廢料能量回收處理廠,自2002年開(kāi)始運(yùn)營(yíng),只是勉強(qiáng)能夠做到收支平衡。
目前,一些公司正在設(shè)計(jì)他們自己的“電弧等離子體”處理廠。他們堅(jiān)信,在日本的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上肯定能夠作一些改進(jìn)。亞特蘭大公司Geoplasma已簽訂合同,準(zhǔn)備在佛羅里達(dá)州中部的STLucie地區(qū)籌建一個(gè)10倍于Utashinai的垃圾處理廠。這個(gè)地區(qū)物產(chǎn)豐饒,但卻因?yàn)橛幸粋€(gè)巨大的垃圾掩埋場(chǎng),該地物產(chǎn)已經(jīng)貶值。如果Geoplasma工廠能夠成功,到2009年,日均垃圾處理量將達(dá)到2700噸。2006年9月份,威爾頓的Startech環(huán)境公司Connecticut(康涅狄格),宣稱(chēng)已經(jīng)簽訂了在巴拿馬建立一個(gè)日處理垃圾180噸的電弧等離子體垃圾處理場(chǎng)的合同。與此同時(shí),安大略湖Plasco能源集團(tuán)正在談判,計(jì)劃在渥太華和巴塞羅那也建立同樣規(guī)模的垃圾處理工廠。
這些工廠的建立,將是對(duì)電弧等離子體技術(shù)的極大支持,盡管這項(xiàng)技術(shù)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)“垃圾變金子”的承諾,但是,多數(shù)業(yè)內(nèi)人士對(duì)該技術(shù)的前途都很樂(lè)觀。隨著政府和公眾對(duì)環(huán)保污染問(wèn)題的日益重視及能源價(jià)格的持續(xù)上漲,Geoplasma公司環(huán)境組的負(fù)責(zé)人HiburnHillestad相信這項(xiàng)技術(shù)的前途注定是光明的。
雖然電弧等離子體技術(shù)在垃圾處理上大規(guī)模的應(yīng)用才剛剛開(kāi)始,其實(shí)它是一項(xiàng)很老的技術(shù)。自上個(gè)世紀(jì)60年代開(kāi)始,美國(guó)國(guó)家宇航局(NASA)就利用該技術(shù)模擬航天飛機(jī)返回大氣層時(shí)的超高溫度。現(xiàn)在等離子體炬廣泛應(yīng)用于金屬焊接或用來(lái)破壞各種危險(xiǎn)的材料。但是,直到上個(gè)世紀(jì)90年代該技術(shù)才被一些公司用于垃圾處理,像威爾頓的Startech環(huán)境公司和美國(guó)賓西法尼亞州麥迪遜城市的Westinghouse公司等。
等離子體炬的工作原理是在一個(gè)密閉空間里,通過(guò)強(qiáng)大的電弧,使空氣電離產(chǎn)生等離子體,然后在另一個(gè)缺氧的密閉空間里,城市固體廢料(MSW)就在這里面,此外還有焦碳、石灰石,產(chǎn)生的等離子體對(duì)它們進(jìn)行超高溫加熱。在無(wú)氧化的條件下,垃圾混合物中的無(wú)機(jī)物迅速玻璃化,最后產(chǎn)生的無(wú)害熔渣可作為建筑材料。最為重要的是,高溫可分解固體廢料中的有機(jī)分子。在有氧條件下,分解能產(chǎn)生大量的二氧化碳;若在無(wú)氧的條件下,固體廢料中的有機(jī)物就會(huì)轉(zhuǎn)化為氫氣和一氧化碳的混和物,這種混合物,可以像天燃?xì)庖粯幼鳛橐话闫喴娴哪茉矗渲械臍錃膺M(jìn)一步純化分離,則可以作為單獨(dú)的燃料。對(duì)這種氣體混合物作進(jìn)一步的處理,降低其中污染物質(zhì)的含量,如氮化物和二氧(雜)芑等直接進(jìn)入渦輪機(jī)或釋放到大氣層中。
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