紙引未來網訊:擦過臟東西的廢棄衛生紙應該沒人想多看一眼,直接打包送給垃圾桶或馬桶,但總有科學家擅長物盡其用,竭盡所能將萬物分解重構再利用。現在,來自荷蘭阿姆斯特丹大學的化學家領全球之先,首度發布了將廢棄衛生紙轉化成電力的技術經濟分析,是一種可以媲美住宅太陽能發電成本的低碳再生能源。研究人員說,這種新型生成方法將能同時解決掩埋場和化石燃料依賴問題。
廢棄衛生紙(Waste toilet paper,縮寫WTP)通常不太被視為資產,事實上,多數人都不喜歡考慮它。然而,它其實是豐富的碳源,含有70%——80%的干燥纖維素。
平均來說,每個歐洲公民每年可產生高達10——14公斤的廢棄衛生紙(美國人更多),這些原料積累在一些國家城市的污水過濾器中,比如荷蘭。荷蘭水利會稱,荷蘭人每年將18萬公噸的衛生紙沖進馬桶;而歐洲面紙協會估計,全歐洲每年用掉500萬公噸的衛生紙,荷蘭的廢水處理廠每篩出1噸廢棄衛生紙就要額外耗費70歐元。
為了解決污水中的廢棄衛生紙問題,荷蘭人可是動了各種腦筋,比如之前才有企業研發出專利,將有高品質纖維的廢棄衛生紙(荷蘭人上廁所講求舒適奢侈的衛生紙)提煉成蓬松纖維原料,轉手做為鋪路瀝青或建筑原料出售。
所以現在,又有荷蘭科學家從廢棄衛生紙上得到研究真傳,讓我們在驚奇的同時似乎也不那么意外。阿姆斯特丹大學分子科學研究所教授加迪·羅恩伯格(Gadi Rothenberg)和鮑伯·范德祖瓦(Bob van de Zwaan),提出一種可將廢棄衛生紙轉換成電力的“兩步程序法”:第一步先將廢棄衛生紙氣化,從氣體中除去焦油和水分,留下甲烷、二氧化碳及一氧化碳,第二步再使用高溫固態氧化物燃料電池(SOFC)直接將這些高溫氣體(高達900℃)轉化成電。

將廢棄衛生紙轉換成電力的“兩步程序法”
團隊是基于現實參數值進行研究,評估每1萬噸廢棄衛生紙轉換成電力的可行性,在與阿姆斯特丹廢物能源公司(afvalenergiebedrijf,AEB)合作后獲得了實驗計算數據:整體電效率為57%,與天然氣聯合循環發電廠相似;單位發電成本(The levelized cost of electricity,LCOE)約為20.3美分/kWh,與目前的住宅太陽能電池板設備大致相同。
雖然發電成本低,但這個系統的運行成本偏高,主要是因為裝設燃料電池讓人吃不消,尚未達到建立這些系統的成本效益。然而,隨著燃料電池市場的茁壯發展,以及熱力學轉換效率高,研究人員預期成本終究會下降。使用這項模型,他們認為,光是轉換荷蘭的首都阿姆斯特丹1年所產生的廢棄衛生紙(約1萬噸),就有可能為6400個家庭提供電力,并讓污水處理廠節省高達40%用于分離衛生紙和水的資源。