厭氧消化:食物垃圾轉製能源

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圖片來源:路透社

根據美國農業部數據,美國每年產生約 6,000 萬噸食物垃圾,約佔食物供應總量的 30%。食物浪費是近年備受關注的國際議題,我們如何在減少浪費食物之餘,為環境出力?

致力於解決食物浪費問題的科企公司 Divert 與能源巨頭 Enbridge 近日達成新協議,Enbridge 將協助該公司在美國建設新設施,通過一種叫做厭氧消化(Anaerobic digestion)的方法來處理食物垃圾。這種方法本質上是利用微生物來分解有機物質。Divert 行政總裁兼聯合創辦人 Ryan Begin 表示,如果一切能按計劃進行,到 2030 年底,該公司可以處理美國食物垃圾總數量的 5%。

目前,被浪費的食物一般會進入垃圾堆填區,在堆填區腐爛並產生甲烷。許多垃圾堆填區都有系統地收集處理垃圾所產生的氣體,但可能只能收集 60% 左右的甲烷。全球各地的污水處理廠廣泛使用厭氧消化方法,愈來愈多地方開始採用此方法來處理其他垃圾,例如農場的糞便和被丟棄的食物。德國在厭氧消化器部署方面領先世界,該國目前運行大約 1 萬個這類反應器。在美國,類似的反應器只有 2,000 多個,而且只有數百個用於處理食物垃圾。

當公司從雜貨店或食品經銷商取得食物垃圾時,他們基本上將其液化,變成「垃圾泥漿」(trashy slurry),Begin 解釋這套技術的運作原理,指橡筋、貼紙和塑膠包裝被移除後,漿料送進微生物反應器中,像酵母發酵劑。它們吞噬食物垃圾,並將含水混合物轉化為最終產品,包括沼氣和一種沼渣(digestate)固體物質,並可添加到土壤。

堆肥或許是更常見的處理食物垃圾的過程,它也使用微生物,並會產生一種富含營養的固體物質。不過兩者最大分別在於,堆肥是在有氧氣的情況下進行,所以微生物把廢物分解成泥土,同時會排出二氧化碳。若堆肥混合的程度不夠,微生物就會缺氧,然後自然開始進行厭氧活動,形成甲烷。

美國阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)研究員 Troy Hawkins 認為,厭氧消化可以帶來氣候效益,但過程中究竟能減少多少排放,很大程度取決於細節。Divert 與全美 5,000 多家零售店合作,收集食物垃圾並使用厭氧消化進行處理。設置厭氧消化器並不便宜,美國聯邦機構 2014 年公佈的報告顯示,美國有超過 1.1 萬個可以部署厭氧消化器的地點,從廢水設施到食品垃圾場。如果所有設施都建成,可以產生足夠的能源,為 300 萬戶家庭供電。美國沼氣委員會估計建造 1.5 萬個處理點,總共需要約 450 億美元,這不是一個小數目,所需的時間也不短,厭氧消化設施或成為處理食物浪費的收集點,在未來用作燃料。