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　　沼气是水处理和固废处理中非常重要的副产品，也是资源回收利用的重要对象。对于沼气的利用，英国、澳大利亚等国家的应用给我们提供了亿点点启示。

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　　沼气是一种尚未开发的能源，有可能帮助水行业实现脱碳并应对气候危机。沼气是一种替代天然气的可行、可持续和环保的能源生产方式，其规模还在不断扩大。

　　随着越来越多的公司承诺在未来几年内实现去碳化，沼气可在实现这一目标方面发挥关键作用。但沼气的革命性未来有多宏大？如何实现？如何将现有的污水处理厂升级为包括沼气在内的 资源 发电设施？

　　据国家电网公司的解释，沼气是通过厌氧消化过程产生的，这是一种在无氧条件下发生的分解过程。

　　沼气可以从农业废弃物、食物残渣、动物粪便以及更重要的污水污泥中产生。有机物与水混合后进入沼气池，被微生物分解，释放出甲烷和二氧化碳作为副产品。

　　沼气中还可能含有少量硫化氢、硅氧烷和水分。这些物质的数量因生产过程中涉及的废物类型而异。微生物在生产过程中发挥着重要作用，以生物质为食。这需要经过几个阶段：

　　根据厌氧消化和生物资源协会（ADBA）的说法，生物甲烷可以直接取代化石天然气，为家庭和商业供热提供低碳燃料。

　　国际能源机构补充说，按体积计算，沼气中甲烷的含量通常在 45% 至 75% 之间，其余为二氧化碳。

　　因此，沼气的能量含量可能会有所不同。例如，较低的热值（LHV）介于 16 兆焦耳/立方米（MJ/m³）和 28 兆焦耳/立方米（MJ/m³）之间。

　　生物甲烷是一种近乎纯净的甲烷来源，可通过沼气“升级”产生，沼气“升级”是指通过对固体生物质进行气化，然后进行甲烷化处理，去除沼气中的二氧化碳和其他污染物。

　　沼气的生产减少了原本会被填埋的有机物质的数量。它通过捕获甲烷（一种强效温室气体）并将其用作能源，减少了温室气体排放。

　　沼气的一个常见用途是发电。在发电机中燃烧后，沼气可以产生电力，然后分配给家庭和企业供电。

　　公共汽车、卡车和汽车也可以用沼气提供动力。例如，2017 年，昆士兰城市公用事业公司展示了世界上第一辆“便便动力车”，该车使用的是布里斯班西部 Oxley Creek 污水处理厂的污水产生的沼气。

　　作为政府可再生能源供热激励计划的一部分，英国首批沼气厂之一于 2011 年投入运营。五年后的2016年，根据英国沼气协会（ADBA）的数据，英国新建了33座沼气厂。

　　英国的餐厨垃圾可以成为生产沼气的巨大资源。据废弃物与资源行动方案（WRAP）估计，英国家庭、餐饮服务、制造业和整个行业每年产生约1000万吨餐厨垃圾。

　　如果通过厌氧消化（AD）技术处理这些有机废物，总共可以产生 11 太瓦时（TWh）的沼气。这足以为 83 万户家庭供暖，并减少 880 万吨二氧化碳当量的排放，相当于英国年排放量的 2%。

　　相比之下，在美国的 50 个州中，有 2200 多个生产沼气的场所在运营。根据美国沼气委员会（American Biogas Council）的数据，其中包括 1269 个使用厌氧消化（AD）的水资源回收设施；652 个垃圾填埋气项目；250 个农场厌氧消化器和 66 个消化餐厨垃圾的独立系统。

　　沼气和天然气都是可用于取暖、烹饪和发电的能源。不过，两者之间也有一些显著的区别。

　　沼气和天然气的主要区别之一是生产方式。作为一种化石燃料，天然气是经过数百万年有机物分解形成的。

　　世界自然基金会（WWF）表示，与通过钻探获得的天然气相比，沼气显然是一种更可持续的选择。

　　另一方面，沼气是通过厌氧消化过程产生的，这是一种在无氧条件下发生的分解过程。

　　两者的另一个区别是成分。天然气主要由甲烷组成，而沼气可以由多种气体组成，包括甲烷、二氧化碳和硫化氢。

　　就对环境的影响而言，沼气通常被认为是一种比天然气更具可持续性的能源。其他好处还包括从环境中清除食物残渣和动物粪便，从而防止氮污染和径流进入水资源。

　　此外，沼气还有助于减少垃圾填埋场或粪便池的甲烷排放。世界自然基金会说，甲烷的温室效应要低 34 倍，使用甲烷作为燃料有助于减少对气候的影响。

　　不过，虽然沼气被称为可再生天然气，但在讨论废物流时应谨慎使用 可再生 的定义。世界自然基金会认为，可再生 是指动物和人类将继续产生这种废物流。简而言之，不应该鼓励产生更多的废物来制造更多的沼气。

　　然而，与传统天然气相比，沼气是一种更可持续的解决方案，可用于帮助燃料转型，使现有能源供应脱碳。

　　供热是英国最难实现脱碳的领域之一。从天然气输送到家用锅炉，整个能源网络的建设都是为了适应化石燃料。因此，厌氧消化和生物资源协会（ADBA）认为，只有生物甲烷才能直接替代化石天然气。

　　厌氧消化和生物资源协会（ADBA）补充说，这些装置产生可再生电力和一次热量，可分别出口到国家电网和当地热网。

　　从运输的角度来看，生物甲烷可用作运输燃料，与柴油相比，生物甲烷可为重型卡车、公共汽车和其他车辆节省大量的环境和运营成本，同时还可在改善城镇空气质量方面发挥重要作用。

　　作为一个商业范例，约翰-刘易斯合伙公司最近采用了生物甲烷，投资购买了 43 辆双燃料卡车和 12 辆专用燃气卡车，并在莱兰附近建立了一个加气站。到 2024 年，该组织的目标是拥有 700 辆生物甲烷卡车。

　　在脱碳方面，厌氧消化和生物资源协会（ADBA）发现，如果将英国所有合适的原料都用于厌氧消化，产生的生物甲烷可为 640 万户家庭供暖，或为英国 97% 的重型卡车提供燃料。

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