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沼气(甲烷)的应用与发展

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-08-10 11:39:00【

  沼气是多种气体的混合物,一般含甲烷50~70%,其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。自1950年代起,人类开始系统化的研究沼气之制造、储藏与使用,并以生质废弃物来源充足的农村为基础,进一步让沼气成为偏远地区的辅助能源。随著时代进步,垃圾掩埋场、大规模畜牧业的出现,让零散使用的沼气,开始集中化与大型化,更随著生质能源发展的趋势,逐渐併入电力系统,成为区域电力的供应者。

 

沼气示意图-纽瑞德特气

 

 

  生质能源的发展愈来愈火热,世界各国竞相投入资源进行相关研究,同时纷纷以补贴政策,实际导入生质能源应用。然而,对于不具有优越天然资源、口袋深度与研发能力有限的开发中国家来说,无论是要付出可观的成本建立生质燃料产业,或是跨足纤维素分解等相关高阶技术,均存在著一道鸿沟,致使大多数开发中国家的生质能应用,绝大多数仍处于传统的固态燃烧模式,效率低且无法达到减碳之目的。以下兹简述沼气及其应用与发展,供各界参採。

 

  由厌氧环境形成的热能提供者

 

  沼气来自于有机物质在厌氧环境下的发酵。简单来说,在无氧的环境中,各式微生物将複杂的有机物(包括:蛋白质、脂肪、纤维素等)分解,再透过另一型态之微生物(甲烷菌),将分解后之有机物与二氧化碳形成甲烷(CH4),其与分解过程中生成的其他气体如二氧化碳等,共同组成了沼气。v由于不同的温度、湿度、酸 硷度、微生物菌种、发酵时间等因素,使得沼气的成分不尽相同,但一般来说,沼气以甲烷为主要成分,含量约在55~70%之间,其馀成分包括:可燃的硫化氢、一氧化碳等,以及二氧化碳(28~45%)、氮和氨等不可燃气体。

 

  天然气(NG)是化石能源中最淨洁的燃料,其主要成分亦是甲烷。沼气与天然气相比,虽然甲烷含量较低,但其热值亦有5,500~5,800千卡╱立方公尺,最高燃烧温度达1,400℃,且其来自于生质废弃物的特性,更是它的优势所在。

 

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