zcwblog的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/zcwblog

博文

废物垃圾转化为化石能源是不可行的

已有 327 次阅读 2025-4-12 10:04 |个人分类:天文地理爱好者|系统分类:观点评述

观看本文附图是否觉得很高大上?将废物垃圾转化为石油煤炭天然气化石能源,如果真成功了,人们就再也不用担心能源短缺了,化石能源再也不是不可再生能源了,这绝对是能源领域的一场革命,意义极其重大。这是一位国内某知名大学学者的杰作和常年科研的主攻方向。笔者十分佩服这位学者,但并不赞同该图所涉及科研的某些观点。笔者也并无意质疑这位学者,只是想本着实事求是的科学态度就事论事,表明这条研究途径的不可行性,与研究者是谁无关。

该图将废物(废弃物,湿垃圾)的资源化利用划分成三条途径。一是燃烧(焚烧),例如焚烧垃圾发电。这也许是当今处理生活垃圾的主要方式。显然这条途径是该图所反对的,因为它会产生燃烧废气污染大气环境。该图所列废物化石能源化转化的一条途径是地下自然转化过程,即废物经过沉积过程再到利用地热能的水热反应的演变过程转化成石油、煤炭、天然气化石能源,但这是要经过数百万年的长期转化才能实现的。由于地下自然转化过程非常缓慢,于是该图提出了自己的策略途径,即模拟地下自然过程,实现废物的能源化快速转化。这条模拟自然的快速转化途径看似有道理,但笔者认为这是不可行的。理由分述如下。

第一,地下地质结构的长期演变过程很难模拟。现今关于石油煤炭起源的主流观点认为,在侏罗白垩和石炭纪时期,大量生物遗骸被不断变化的地质变迁所掩埋,在地下高温高压和无氧环境下,经过千万年的脱氧水分,由有机物变成无机物的长期演化而形成的。石油主要由动物、藻类遗骸所生成,而煤炭则主要由植物遗骸所生成。以石油形成为例,浮游生物、藻类等生物遗骸在掩埋下先由厌氧细菌在约50和渐变的压力下发生低温化学反应,生成油母质。随后,油母质再在地热加热至约125℃和压力下,发生化学裂解生成石油和天然气。而石油进而在地热加热至约200℃和压力下,继续裂解为轻油、天然气和重油。可以看出,这是一个温度和压力逐渐变化的过程,而且每一步变化都十分漫长。

观察附图。该图认为,将废物通过自然过程转化为化石燃料需要数百万年。沉积过程完成后的演变过程(水热反应)也需要200300年消耗”。尽管怀疑该图将自然演化时间缩短了许多,尤其是演变过程(水热反应)时间仅为“200300年消耗”似乎太短了。但为了阐明本文观点,居且当真。该图所表明的策略,即“模拟自然的废物快速转化”,至少有两点不太可行。其一,由石油煤炭起源的主流观点可以看出,化石燃料的形成是一个长期而复杂的地质过程:泥沙逐渐掩埋、无氧环境、厌氧细菌参与反应、温度和压力的不断发展变化等等。这一复杂过程怎样模拟?并不是一个水热反应就能模拟得了的。其二,即使自然转化过程能够模拟,转变过程也是十分漫长的。即便按照附图的说法,演变过程水热反应需要“200300年消耗”。即就是说,模拟地下一个高温高压的水热过程也需要连续运行200300年时间才能完成转化,这可是若干代人的事情,并不是若干个小时就能完成的“快速转化”。由此推断,附图的废物快速转化要么并不是模拟自然的,要么就是可能需要在其中加进某种促进物质以实现若干个小时的快速转化。但是,什么物质能够如此快速地加速废物在若干个小时内转化成石油煤炭天然气?似乎是虚无缥缈的事。如果有可能,可能早有人研究出来了。

第二,此废物非彼废物。由石油煤炭起源的主流观点可以看出,石油主要来源于早期江河湖海中的水生动物。因为只有水生动物遗骸才能大量聚集,陆上动物和飞鸟是不可能这样大量聚集而被掩埋的。煤炭也是早期大量聚集的植被和森林这类植物被掩埋而生成的。这就是说,早期石油煤炭的来源物质比较单纯。当今人类生活产生的废物湿垃圾不仅成分复杂,而且分布不均。在成分上,天上地下陆上水中什么动物遗骸都有,生的熟的皆存,并与植物性湿垃圾混合在一起。在分布上,不同地域、不同民族、不同生活习惯,甚至不同时期、不同季节所产生的湿垃圾成分都不一样。真是此废物非彼废物。对于当今这种成分极为复杂,分布很不均匀的湿垃圾,即使完全按照自然转化,经过数百万年恐怕也转化不成石油煤炭天然气来。因此,对于当今混杂不均的湿垃圾进行模拟自然的化石能源快速转化是行不通的。

这里有三个问题必须分辨清楚。一是用湿垃圾生成沼气、甲烷等可燃气体。二是用湿垃圾生产乙醇、甲醇等可燃性物质。三是用湿垃圾生成腐殖肥。这三者将废物进行了转化实际上是属于废物再利用,与将废物转化成石油煤炭天然气化石能源一点关系都没有,更谈不上模拟自然的废物快速转化了。

先说用湿垃圾生成沼气、甲烷等可燃气体。实际上利用湿垃圾或人畜粪便生产沼气甲烷气早已存在。它是利用湿垃圾及人畜粪便进行沤肥,在细菌微生物作用下分解放出沼气甲烷气。虽有可燃性气体放出,但大量废物依然残留。而且,这种生产过程根本不需要地下无氧高温高压的地质环境。且看自然生成的石油天然气,是生物物质在地质环境下长期演化,全部转化成石油天然气,并没有废物残留。所以,二者是根本不同的。

再谈用湿垃圾生产乙醇、甲醇等可燃性物质。实际上,利用玉米、土豆等农产品生产酒精早已工业化了。它与饮用酒的生产工艺差不多,是用农作物发酵,在细菌微生物的作用下生成乙醇的。很显然,这也与生物质在地下无氧高温高压的地质环境下长期转化生成石油天然气没有丝毫关系。而且,它也不是完全转化,有大量酒渣残留。更重要的是,乙醇甲醇是含有水(-OH基)的有机物,而石油天然气是脱氧脱水的无机物(碳烃化合物)。这是两类毫无共性毫无可比性的物质,前者很容易生产,后者可以说是不可再生的。

最后谈谈用湿垃圾生成腐殖肥。这是许多农业研究部门在做的事。这位学者就在上海建一条湿垃圾生产高级腐殖肥生产线。但问题是,腐殖肥不是燃料能源,更与石油天然气煤炭等化石能源风马牛不相及。

第三,代价和成本很高,无应用价值。假定废物湿垃圾采用模拟自然的方法能够实现快速转化为石油天然气等化石能源,那么其生产成本也是十分高昂的。试想一下,模拟地下那种高温高压的无氧环境,还要将地下那种数百万年的演化过程加速到按小时计的短暂过程,所需要的人力物力动力等成本一定很高。如果按此方法生产一吨石油比现有一吨原油价格高出很多倍,那就必然没有任何使用价值,等同于劳民伤财做无用功。

说到此,笔者认为传统的湿垃圾处理方法还是切实可行的。在广大农村地区,传统的处理方式都是喂养家禽家畜,或者直接沤肥。而在城市,过去将湿垃圾送往养畜场的较多,大城市则送往垃圾发电厂发电。虽然这些湿垃圾处理方式在现在对环境保护不太有利,但只要在湿垃圾的利用中切实考虑到环境保护措施,例如,垃圾发电厂做好废气处理,那么传统的湿垃圾利用方法的确价廉实用且有实际意义。

综上所述,将废物湿垃圾采用模拟地下自然演化过程的方法快速转化为石油煤炭天然气等化石能源,这既是不可行的,也没有实际意义。至于废物湿垃圾的其它资源化利用,都与模拟地下自然演化过程转化为石油煤炭天然气化石能源从本质上毫无关系,根本联系不到一起。此外,生产成本也很高。即便是“湿垃圾转变为高级腐殖肥”,用这位学者的话说,“政治意义大于经济利益”,实际价值不大。

 附图:

写于2022年6月,略有修改。



https://blog.sciencenet.cn/blog-2075355-1481669.html

上一篇:地球上的生命很可能是独一无二的
收藏 IP: 123.139.92.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

IP: 202.102.253.*   鍥炲 | 璧� 璧� +1 [1]灏ゆ槑搴�   2024-10-24 19:28
鍦ㄧ瀛︿笂,鍔熷姵褰掍簬浣夸笘浜烘湇鑶烘煇涓€鎬濇兂鐨勪汉锛岃€屼笉鏄綊浜庨鍏堜骇鐢熻繖涓€鎬濇兂鐨勪汉.
杩欏彞璇濇湁浜涘鏉傘€�
鍥炲  锛� 鏄湁浜涚粫锛屽弽姝f剰鎬濇槸锛氭€濇兂鐨勯鍒涜€呬笉涓€瀹氭槸鍔熷姵鏈€澶х殑锛屼娇鏂版€濇兂娣卞叆浜哄績鑰呮墠鏄姛鍔虫渶澶х殑銆�
2024-10-25 08:131 妤硷紙鍥炲妤间富锛� 璧� 璧� +1 | 鍥炲

1/1 | 鎬昏:1 | 棣栭〉 | 涓婁竴椤� | 涓嬩竴椤� | 鏈〉 | 璺宠浆

扫一扫,分享此博文

全部作者的其他最新博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2025-4-24 07:39

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007-2025 中国科学报社

返回顶部