豐田(Toyota)積極推動(dòng)氫燃料電池汽車,而氫燃料電池汽車面臨“雞生蛋、蛋生雞”問(wèn)題,那就是沒(méi)有足夠的加氫站,消費(fèi)者就不會(huì)買車,但沒(méi)有足夠的氫燃料電池車,就沒(méi)有人會(huì)設(shè)加氫站。為了擴(kuò)展加氫站與其氫來(lái)源,先前韓國(guó)的現(xiàn)代汽車在加州決定開發(fā)“屎能源”,以南加州的廁所與下水道污水沼氣來(lái)制氫,如今豐田為了支持“未來(lái)”(Mirai)氫燃料電池汽車,也如法炮制,開發(fā)便便能源。
人體排泄物中含有非常多有機(jī)物,經(jīng)微生物分解以后,會(huì)產(chǎn)生富含甲烷的沼氣,在工業(yè)上,甲烷有多種方法可以制造氫氣,包括水合法、水合及部分氧化法以及裂解法等,所以,利用便便制造氫氣,在化學(xué)原理上確實(shí)可行,2014 年時(shí)韓國(guó)的現(xiàn)代汽車與加州大學(xué)爾灣分校的國(guó)家燃料電池研究中心(National Fuel Cell Research Center)合作取用南加州的便便能源,而如今豐田則先在日本福岡市進(jìn)行測(cè)試。
在福岡市中央污水處理廠,污水處理程序一開始與全球其他污水處理廠大體相同,先將污水沉淀分為液態(tài)污水以及固態(tài)污泥,此時(shí)于固態(tài)污泥中加入特定微生物,微生物能分解污泥產(chǎn)生生化合成氣,其成分為約 6 成的甲烷與 4 成的二氧化碳,從中除去二氧化碳后,取用甲烷以水合法制造氫氣,也就是讓甲烷與水蒸氣化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生氫氣及二氧化碳,之后再除去二氧化碳,就得到氫。
目前,福岡市中央污水處理廠每天可以生產(chǎn) 300 公斤的氫,足夠加滿 65 輛“未來(lái)”,而目前福岡市中央污水處理廠所產(chǎn)生的合成氣并未全數(shù)用來(lái)生產(chǎn)氫氣,部分直接拿來(lái)當(dāng)做燃料使用,若是全數(shù)用來(lái)生產(chǎn)氫,產(chǎn)能可倍增至每日 600 公斤,豐田“未來(lái)”的首席工程師田中良和的愿景是,未來(lái)全球各大城市都如此善用便便能源,無(wú)需額外能源就能產(chǎn)生氫氣,配合氫燃料電池車,打造無(wú)需石化燃料的“氫能社會(huì)”。
要解決加氫站分布問(wèn)題
目前全球大多數(shù)污水處理廠的污泥都在處理后掩埋,其中的有機(jī)物任其自然分解,產(chǎn)生的沼氣往往平白燒掉,這樣的免費(fèi)能源,可以用來(lái)發(fā)電,當(dāng)然也能用來(lái)制氫。目前全球主流制氫是自天然氣制氫,而天然氣卻是來(lái)自油氣井的石化燃料,因此讓氫燃料電池車的環(huán)保性受到質(zhì)疑。若是改用產(chǎn)自排泄物的沼氣來(lái)制氫,那就成了可再生能源,讓氫燃料電池車成為真正的零二氧化碳排放。
目前“未來(lái)”的表現(xiàn)并不樂(lè)觀,在積極推動(dòng)零排放交通工具的兵家必爭(zhēng)之地加州,目前只售出幾百輛“未來(lái)”,遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手純電動(dòng)車,全加州也僅有約 20 座加氫站,遠(yuǎn)少于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手純電動(dòng)車的充電站,雪上加霜的是這 20 座加氫站幾乎都分布在洛杉磯與舊金山灣區(qū),離開這一小塊區(qū)域后就哪兒都去不了了;更糟的一點(diǎn)是,純電動(dòng)車能在車主家中充電,氫燃料電池車卻只能到加氫站加氫。
豐田若要順利推動(dòng)氫燃料電池車,就得解決加氫站分布的問(wèn)題,而便便能源或許能幫上一點(diǎn)忙,因?yàn)槿糌S田能成功將每個(gè)市鎮(zhèn)的污水處理廠改造成加氫站,那么至少加氫站分布會(huì)廣一點(diǎn),只不過(guò),2014 年時(shí)現(xiàn)代汽車已經(jīng)嘗試過(guò)了,卻沒(méi)有任何效果,豐田再試一次,會(huì)得到不同的結(jié)果嗎?
- Toyota is using sewage sludge to power its new electric car
。(首圖來(lái)源:Pixabay)