新进展利用有机废物生产生物燃料

特拉维夫大学研究团队的创新成果可以将我们扔进垃圾桶的湿垃圾转化为液体和固体生物燃料，而无需干燥垃圾。研究人员估计，在国家层面，有机垃圾生产的燃料可以满足以色列约三分之一的船用燃料消耗。

这项研究由特拉维夫大学波特环境与地球科学学院的 Alexander Golberg 教授领导，并发表在《能源转换与管理：X 》杂志上。这项研究由博士候选人 Maya Mosseri 与工程师 Michael Epstein、雷蒙德和贝弗利萨克勒化学学院的 Michael Gozin 教授以及弗莱施曼工程学院的 Avraham Kribus 教授合作进行。

以色列的垃圾问题日益严重。2019 年，该国产生了约 580 万吨城市垃圾，平均每人每天产生约 1.76 公斤垃圾，比欧洲平均水平高出约 30%。这一数字每年增长约 2.6%。目前，以色列约 80% 的家庭垃圾最终被填埋。有机垃圾带来了巨大的挑战，它通过温室气体排放、渗滤液形成以及空气、水和土壤污染对环境造成危害，并常常伴有难闻的气味。

“有机废物会排放甲烷，这是一种温室气体，还会污染地下水，”戈尔贝格教授解释道。“废物处理是一个关键问题。以色列的垃圾填埋场已经达到容量上限，尽管我们希望将垃圾填埋场减少到最低限度，但我们不得不开辟新的填埋场，因为没有其他解决方案。我们建议的主要优势是我们将减少对如此多垃圾填埋场的需求。市政当局在废物运输和处理方面投入了大量资金，而这一解决方案有可能大幅削减这些开支。”

为了评估以色列城市垃圾的潜力，研究人员分析了海法大学的 E. Elimelech 等人在 2018 年进行的一项开创性调查的结果。该调查研究了海法市 190 个家庭在一周内产生的垃圾的成分。

研究结果显示，可测量的有机垃圾约占食物垃圾的 36.4% ，约占家庭垃圾总量的 16.4%。进一步分析了测量的有机垃圾类别，结果显示，其中水果和蔬菜占 67%，面包、面食和谷类占 14%，鸡蛋和奶制品占 8%，果皮和果皮等副产品占 5%，肉类、鱼类和家禽占 3%，糖果和饼干占 2%，软饮料占 1%。一般来说，这些有机垃圾含有约 80% 的水。

“这项调查的结果为我们研究中的废物模型奠定了基础，”戈尔贝格教授说。“我们建造了一个连续反应器——最终将适用于太阳能利用——将废物加热到 280 摄氏度，我们能够显著减少生物燃料中的水和氧气含量。

“我们发现了经济高效的催化剂，可以控制液体和固体燃料产品之间的比例。固体燃料可以用作生物炭，有效地长期封存二氧化碳。生物炭可以像普通煤一样在发电厂燃烧，液体生物燃料经过升级后可以为飞机、卡车和轮船提供动力。”

利用测量的有机废物的代表性模型，特拉维夫大学的研究人员成功地生产出了液体生物燃料，其产量高达 29.3%(重量)，固体燃料的产量高达 40.7%(基于干原料)。该工艺用途广泛，适用于处理任何湿有机废物或残渣，例如食品厂、机构厨房和医院的有机废物。

研究人员总结道：“利用有机废物成分生产生物燃料可以显著减少送往垃圾填埋场的城市垃圾量，从而减少土壤、水和空气的环境污染。此外，减少垃圾填埋将降低温室气体排放，减少对石油和煤炭的依赖。将废物转化为能源也为以色列的能源独立和安全提供了本地解决方案。”