发电

潜在的沼气来源和沼气的主要用途

11月19日,2020年欢迎

近年来,在为家庭、企业和工业提供能源的过程中,出现了缓慢但稳定的向可再生能源整合的转变。在可再生能源的主要来源中,沼气是一种燃料,作为家庭和商业发电的主要资源,它的地位日益突出。

考虑沼气的来源,以及它在美国不同的商业努力中的应用。

沼气是什么?

沼气(也称为可再生天然气)指有机植物和动物废物的降解的有用气态产物,以及纸和木材的可降解碳化合物的其他来源。

什么是沼气燃料生产

沼气与天然气有许多相似之处。当考虑到它们的化学成分时,加工的持续时间和生成方法是不同的。虽然沼气是通过人造过程在数周到数月内合成的,但当死去的植物和动物材料在地壳内经受强烈的温度和压力时,数千年来天然气缓慢形成。

沼气由什么组成?

沼气成分主要是甲烷气体,其他气体的不同部分,包括:

  • 二氧化碳
  • 硫化氢
  • 氧气

根据沼气生产过程的不同,沼气的能量含量(主要是甲烷)会略有不同。对于垃圾填埋场消化系统,产生的沼气通常是50%左右的甲烷气体,而先进的垃圾处理厂产生的沼气甲烷含量更高(55-75%)。

沼气与化石燃料——沼气能否取代天然气?

越来越多的国家投资于可再生能源以满足其发电需求。虽然天然气仍然是全球的主要能源来源,但沼气正在迅速缩小这一差距。

可再生能源发展在中国、欧洲和美国都大幅增长。然而,现有数据表明,仅靠沼气无法取代天然气,除非它与风能和太阳能等其他可再生能源结合起来。

沼气是如何用来发电的?

沼气发动机可以通过燃烧从有机物中提取的生物燃料来发电。燃烧生物燃料产生蒸汽,将涡轮机连接到发电机上产生电能。这种碳中和技术是一种高效和可持续的发电方式,可以很容易地集成到现有的发电厂。

沼气源

使用沼气能源

可从以下来源产生有用数量的沼气:

  1. 牲畜浪费
  2. 垃圾填埋气体(LFG)
  3. 污水处理厂的活性污泥
  4. 工业、机构及商业废物

畜禽粪便

牲畜粪便是产生沼气最常用的基质。家禽、牛和猪的粪便都是这种废物的好例子。这种有机物可以通过受控分解产生大量的生物甲烷。

垃圾填埋气

这种发电方法利用家庭活动积累的废物来开发沼气。垃圾填埋场充满了合适的有机材料,这些有机材料可以分解产生沼气,这些沼气经过改造并供应给不同的工艺。

来自废物处理厂的活性污泥

来自污水净化的污泥通常富含有机物质,从而形成了丰富的生物气产生的基质。一旦废水被过滤出来,活性污泥残渣在处理厂可以引导到专门的分解室,在那里产生甲烷。

工业、机构和商业废物

许多工业生产过程在其生产周期中使用有机原材料。例如,食品和饮料制造公司使用的食品材料会产生大量的有机废物。沼气发电厂可以利用这些材料,通过控制分解产生可再生能源。

沼气的主要用途

沼气在国内和工业能源部门有着多种应用。下面列出了如何使用沼气的最常见示例。

  • 家用和工业供暖
  • 发电
  • 运输燃料
  • 用于燃料电池的沼气
  • 化学制造

沼气燃料生产潜力最大的州

在美国各地,对可再生能源的投资正在上升。这种积极的发展在很大程度上可归因于积极的立法和政策。举个例子可再生燃料标准环境保护署(EPA)的计划要求能源制造商在其总产量中整合一定数量的可再生天然气。

虽然这些规则是包罗万象的,但当考虑到潜在的沼气燃料生产时,各州的统计数据各不相同。生物甲烷生产的最新预测从这篇文章前面描述的四个主要来源看,加利福尼亚是可再生能源发电潜力最高的国家。

另一个计划沼气制造业的主要参与者是德克萨斯州其中列为与北卡罗来纳州,伊利诺伊州的第2个最高沼气发电潜力的国家,伊利诺伊州和俄亥俄州完成前五名。

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