用我们的废物为我们的家庭供电听起来是个好主意。然而，在这个过程中还涉及到一些额外的复杂性。在这里，我们将详细介绍废物转化为能源的工作原理以及如何从中受益。
废物能源指南:我给你垃圾，你给我能量
几年前，关于瑞典“垃圾用完了”的新闻流传开来。这引起了我的注意，我开始研究瑞典的“垃圾转化为能源”项目。截至2018年，瑞典有34家废物转化能源(WtE)工厂在运营，尽管它仍只占该国能源总产量的一小部分。
从表面上看，这项技术似乎是解决几个关键环境问题的明显选择:能源生产，减少废物分解产生的甲烷，减少化石燃料的进口量，消除垃圾填埋对环境的影响。
世界其他国家没有立即效仿，这真是个奇迹!事实证明，WtE工厂比公众想象的要普遍得多，截至2005年，欧洲有431家WtE工厂在运营，美国有超过86家。
然而，有不同的技术，有些对环境更好。这个想法的支持者认为这项技术是双赢的，但该行业确实有一些缺点和大量的虚假信息。
批评者认为这种技术只不过是“绿色清洗”，他们的理由不仅是排放温室气体，还包括有毒化学物质。
废物转化为能源的过程
这个过程有很多变化，但在最基本的层面上，WtE围绕着将城市固体废物(家庭垃圾)从垃圾填埋场转移到WtE工厂。在工厂里，它被装入处理器。
从这一点来看，主要有三种技术:燃烧废料并利用其热量烧水和转动蒸汽涡轮机(图1)，将废料转化为合成气体(图2)作为发电机的燃料，或将合成气体处理为车辆或飞机的燃料。
所有可用的技术都有副产品。一些副产品可以销售，而其他的可能需要特殊处理才能安全处理。
就其本身而言，WtE电力设施的效率可能并不高。必威竞猜瑞典工厂的运行效率约为40%。必威竞猜这被一些人视为一种贬损，但有很多机会提高效率评级。必威竞猜
例如，在瑞典，废物被焚烧，热量被用来转动涡轮机发电。为了提高效率，剩余的热量必威竞猜被用来加热水。然后，这些水被管道输送到整个地区，为水龙头提供热水，为散热器供暖提供热水。
这是协同设计和工程的一个极好的例子，然而，它需要多年的规划和添加基础设施，以管道热水贯穿整个服务区。
将WtE的效率与更传统的热能必威竞猜生产商进行比较，我们发现40%的效率并不算差。
- 在美国，传统的燃煤电厂的碳排放比例为35-38%。天然气设施的比例从32-38%，
- 水力发电的范围为85-90%，
- 风力范围为30-45%，
- 核能的使用率为38%
- 柴油发动机的范围为35-42%。
看看的意思能力因素以了解更多有关这些效率评级的资料。必威竞猜
在超清洁煤技术领域，日本的平均运行效率为41.6%。必威竞猜这些数据是9年前的。太阳能不包括在内，因为在这段时间内，太阳能在效率方面取得了巨大的进步。必威竞猜
在传统的焚烧设施中，每吨垃圾可以产生500-600千瓦的电力。更新的气化技术，一公吨废物可以产生高达1000千瓦的电力。
气化技术还有使副产物分离更加有效和可靠的附加好处。
显然,必威电竞 从废物管理的角度来看是很重要的。从空气质量的角度来看，对环境的影响更为复杂。
图1。缅因州垃圾电焚烧厂流程图。点击链接可访问此图像的原始来源。
图2。WtE合成气工艺实例。点击图片进入图片来源。
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瑞典在这么做，为什么美国不呢?
一句话:石油。大型石油公司。美国是世界上最大的产油国之一。石油行业在美国各地提供了数十万个开采、运输和炼油的工作岗位。由于美国是一个重要的石油生产国，使用美国石油的成本远低于瑞典等依赖进口的地区。
美国政治体系与石油行业也有着千丝万扣的联系，许多政客反对任何可能损害这一利润丰厚行业的努力。
瑞典有另一个美国没有的动机——没有空间进行大型垃圾填埋作业。而美国拥有大量廉价、开阔的土地。
简而言之，填埋我们的垃圾和用石油驱动是阻力最小的途径，这是熟悉的。
值得注意的是，尽管瑞典的努力最引人注目，但世界上许多其他国家也在采用WtE技术。丹麦、德国、日本，特别是中国，都投资了这类工厂。
截至2016年，中国有300多家WtE设施在运营，另有100多家正在建设中。
尽管障碍重重，美国仍有一些WtE电厂在燃烧。从70年代开始，WtE工厂开始建造，许多人认为这是解决垃圾积累问题的好办法。
随着公众开始更容易获得有关这一过程的技术信息，并对似乎针对弱势和脆弱社区的糟糕选址做出反应，专注于阻止这类项目的草根运动开始涌现。
一些人还认为，WtE工厂将危及建立和发展强大的回收文化以减少浪费的努力。
对于公众的强烈反对和获得许可证的争议，该行业的回应是与其他向生产窑添加废物的行业共同引用。
这有问题。这些行业不像能源生产行业那样受到监管，也不需要将其排放报告到相同的水平。这使得量化和表征该过程排放的比较研究变得困难。
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问题:这是“绿色清洗”吗?
这项技术对环境的影响不容忽视。垃圾焚烧剩下的残灰含有二恶英——致癌污染物。火山灰还可能含有重金属，这取决于废物中含有什么。
新学院环境政策和可持续发展管理助理教授Ana Baptista最近在网上发布的一篇帖子(2018年2月)指出，与燃煤电厂相比，纽约州的WtE设施每单位能源产生的汞是其的14倍，铅是其的两倍，镉是其的4倍。
尽管工厂完全遵守了国家空气质量法规，这些毒素还是被释放了出来。这对在这些设施附近生活和工作的人的健康和安全显然是一个问题。行业和政府监管机构断言，WtE反对者吹嘘的排放数据已经过时。
EPA已经批准了最近项目支持者和已批准项目的排放计算。澳大利亚反对这项技术的人士表示，将石油产品(塑料)燃烧为能源不应被视为“绿色”。
自2000年以来，ecomaine工厂每隔4年在其网站上公布其排放堆栈测试结果。测试结果清楚地表明，在过去16年里，几乎所有污染物的排放都有所减少。该设施已设法确保所测污染物的长期统计平均浓度是无害的。
与所有行业一样，早期的开拓者都面临许多障碍，而后续的开发者则从先驱者的错误中吸取教训。现在人们对WtE工厂的二氧化碳排放速率有了更多的了解，并可以将这些速率与垃圾填埋场甲烷产生和释放的二氧化碳量进行比较。
研究发现，WtE是唯一一种真正阻止二氧化碳产生和释放的能源生产技术，而风能、太阳能和其他可再生能源只是避免产生新的排放。
其他行业的反对者表示担心WtE工厂会影响当地的回收计划。如果公众知道他们的垃圾被转化为能源，他们为什么要花时间来分类可回收的东西呢?
在设计和过程中仔细规划可以减轻许多对污染物的担忧。波特兰附近的ecomaine WtE工厂自1998年以来一直在运营。该设施拥有最先进的排放控制，并获得了国际运营标准(ISO)的奖励，OHSAS 18001认证，以确保工作场所的健康和安全。这一设施的成功可归因于几个因素。
该设施与一家回收设施简化原料加工流程，确保当地社区保持和改进回收工作。尽管公众已经接受了哪些物品不应该被扔进垃圾桶的教育，但有时含有汞的物品，如温度计、荧光灯和其他东西会进入设施。
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ecomaine工艺是用来处理这类污染物的。该机构还开展了积极的社区教育和参与运动，并努力提高透明度。
根据能效等级来判断不同能源技术对环境的影响并不能反映出全貌。必威竞猜要考虑对环境的全面影响，就必须考虑各种技术的位置、排放和废物流等问题。
水电在排放和效率方面，似乎是明显的赢家;必威竞猜然而，水电大坝的建立对野生动物的栖息地和环境有巨大的影响水的质量．
核被认为是清洁能源;然而，天然气在开采现场和能源生产过程中都有排放，人们才刚刚开始了解水力压裂技术的影响，而且这种废物是该行业最危险的。
煤炭可能有不错的效率，特别是考虑到最新的清必威竞猜洁煤技术，然而，仍然有危险的污染排放，采矿作业的环境影响，甚至在使用山顶移除时的气流和微气候变化。
集中能源生产从大规模生产设施，如太阳能，风、水电和核能都需要建设大型输电线路。
这些线路一直在制造巨大的火灾危险，尤其是在美国西部。
与森林火灾(例如去年加州北部的天堂大火)相关的二氧化碳和其他污染物的排放并不包括在每种技术的排放计算中。
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废物转化能源的未来展望
美国越来越关注可持续性的概念。这一运动的一些主要原则包括寻找副产品和废物流与其他工业的协同用途。在这方面，WtE非常适合。
可再生能源行业已经蓬勃发展了十多年，并将继续增长，因为加利福尼亚州在2018年颁布了到2050年完全由可再生能源提供动力的命令。
随着加州越来越接近这一目标，可再生能源的局限性成为了焦点——即使是混合了可再生能源技术的电力流入电网不均匀，有时不可靠。
需要备用方案来稳定电源的流动。能量储存技术在进步，然而，在这一点上没有经济效益。
WtE有潜力帮助加州实现其崇高的目标。WtE行业的另一个优点是具有分散能源生产的潜力。
每个社区都有一个废物流，每个社区都有潜力从WtE中提供一部分电力。
一如既往，是过程决定结果。任何不注意选址、环境缓解、供应链和气候弹性的发电厂都是注定要失败的，不管它们的排放如何，都可能造成同样多的伤害和好处。
虽然早期的WtE设施可能存在温室气体和排放问题，但新技术已经取得了长足的进展，不仅能够将排放和副产品从成品中分离出来，而且还找到了销售许多副产品的方法，或确保其安全和对环境负责的处置。
WtE当然不是“清洁”能源，但它是比煤和其他污染能源更好的替代能源，通过适当的设计，它几乎可以像天然气一样清洁——同时还可以防止垃圾填埋场被填满。
这是一项需要注意的技术。
这个行业有很大的发展和进步潜力。随着开发商对透明度的承诺，与环保组织的合作，以及公众教育，有可能创造一个支持选址和批准设施的环境。
你对废物转化能源了解多少?请在下面的评论中告诉我们。我很乐意收到你的来信。
来源
https://www.epa.gov/mats/cleaner-power-plants
https://energynews.us/2013/10/17/midwest/is-burning-garbage-green-in-sweden-theres-little-debate/
https://www.powermag.com/energy-waste-greenhouse-gas-winner-pollution-loser/?pagenum=2
https://www.ecomaine.org/our-facility/waste-to-energy-plant/
https://advancedplasmapower.com/solutions/process-overview/
https://www.powermag.com/who-has-the-worlds-most-efficient-coal-power-plant-fleet/
作者简介
桑德拉·彭妮，注册会计师，环境保护SP
桑德拉的职业生涯是从考古学家开始的。她的职业发展到为美国各地的可再生能源项目准备环境评估。她对可再生能源和可持续发展充满热情，最近通过可持续基础设施研究所(Institute for Sustainable Infrastructure)获得了环境专家认证。作为一名考古学家，她对废物转化为能源计划的担忧包括看到200年后考古学家的工作短缺!
