俄亥俄州一家废物转能源公司将生物沼气池副产品制成塑料,成为最近被选中获得美国联邦拨款的七个项目之一,以开发利用捕获的二氧化碳的新方法。这些拨款旨在推进联邦政府到2050年实现净零温室气体排放的目标,应对气候变化。
总部位于克利夫兰南部独立城的夸撒能源集团(Quasar Energy Group),设计和建造厌氧沼气池,其中细菌分解粪便、食物垃圾或其他有机材料。甲烷是系统的主要气体输出,可以用于发电或加热建筑物等用途。
厌氧沼气池也会产生二氧化碳,这是另一种温室气体,其商业用途较少。目前的顾客包括化肥制造商、石油和天然气公司以及食品和饮料制造商。但与科学家认为需要从工业排放中移除的二氧化碳量相比,这些市场微不足道。
在地下储存二氧化碳的能力是有限的,社区对二氧化碳运输管道的反对是美国中西部碳捕获计划的另一个障碍。在这种情况下,将碳用于产品中——如水泥或塑料——可以是一个有用的替代方案,可以取代了其他化石燃料的使用。
俄亥俄州是依赖化石燃料行业的塑料生产的领导者。全州数百家公司在制造或供应链中发挥作用。中游加工提供了来自尤蒂卡页岩气田的天然气原料的现成供应。夸撒能源团队为其制造塑料的过程设计了与生物沼气池很好地配合的工艺,使用藻类的脂质作为聚氨酯的原料,而液体废水可以帮助培养藻类并为其提供营养,如氮和磷。
生物沼气池产生的二氧化碳是过程中的另一种成分。项目团队估计,与目前制造塑料的技术相比,该过程至少可以减少25%的二氧化碳排放。
夸撒团队的项目产品的成本是一个重要因素。这些成本包括净化生物沼气池气体以分离甲烷和二氧化碳的费用。但分离出的甲烷本身具有能源价值,可以出售以在其他地方使用。
夸撒能源总裁梅尔·库尔茨(Mel Kurtz)说,由该过程制成的塑料是一种非异氰酸酯聚氨酯。美国职业安全与健康管理局将异氰酸酯与各种健康问题联系起来,有些是潜在的致癌物。因此,不含异氰酸酯的聚氨酯塑料可以减少使用该材料制造产品(如鞋子或其他物品)的工厂工人的风险。
夸撒项目团队仍然面临障碍,需要识别和解决风险,以便技术可以扩大规模。挑战之一是随着时间的推移维护藻类池塘以提供过程所需的脂质。藻类可以利用二氧化碳和阳光自己制造食物。但全年维护池塘需要能源。处理藻类然后将脂质和生物消化器的二氧化碳制成聚氨酯的设备也需要能源。