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给你火鸡,给我石油

2004-07-15 10:05 作者:鲁伊 2004年第27期
新技术的不断出现似乎让能源危机的威胁变得不那么可怕了

位于费城的“改变世界技术公司”

新技术的不断出现似乎让能源危机的威胁变得不那么可怕了

10卡车鸡爪子和鸡下水,1卡车鸡血,1卡车餐馆里废弃的剩油……看上去像一家黑心肉食店每天的进货清单?还好,事情并没有那么糟糕。在密苏里州迦太基城的一家工厂中,这些臭烘烘的食物垃圾经过一番处理后,将变成一样你绝对想象不到的东西:燃油。

虽然容易让人联想起“水变油”的骗局,这个戏法却并非没有科学依据。它应用了一种如今早已在实验室中广为采用的“热解聚”(thermal depolymerization)技术。通过把有机物垃圾加热加压一段时间(在试验工厂中,温度为华氏500度,压力600磅,持续时间15分钟),它们在温度、压力和水的共同作用下,就能实现超水合,变成一种泥浆状的混合物。此后,通过降压脱水,去除副产品(经过脱水后产生的固态棕色粉末富含钙和镁,是很好的肥料),剩下的液体被注入第二阶段反应器。在反应器中,动物油脂被再次加热(华氏900度),使长分子链断开。最后,在垂直蒸馏器里实现最终产品的分流:气体从顶部散开,轻油从中上部流出,重油从中部流出,水从中下部流出,碳粉——可以用来制造轮胎、打印机墨粉——则从底部被分离出来。

成立于1997年的“改变世界技术公司”(Changing World Technologies)是戏法背后的魔术师。几年前,公司在费城建造了一个日生产能力只有7吨的实验工厂。该工厂不仅成功地证明了热解聚技术可用于大规模生产,还摸索出了适用于不同有机垃圾的不同加工配方和反应时间。此后,该公司与迦太基市当地的ConAgra肉食火鸡场合资,兴建了预计日生产能力达200余吨的迦太基工厂。根据预测,当新工厂的生产全面启动之后,火鸡场每天产生的鸡下水、羽毛、骨头、鸡血等废料经过处理,可以生成10吨足以维持工厂采暖和供电的汽油,21000加仑纯净的市政用水,11吨矿物质,以及600桶高质量石油。

改变世界公司的首席执行官布莱恩·阿佩尔(Brian Appel)指出,除了能够提供燃油,迦太基工厂的生产还有一个很大的好处,便是可以预防疯牛病的产生。尽管还没有试验表明,热解聚过程可以抑制或杀死可能导致疯牛病的普利昂蛋白质,但高温和高压的环境显然不利于这种大分子的病原体。此外,学界一直怀疑,欧洲疯牛病大肆流行的主要原因是使用动物内脏制成的饲料喂养家畜。在找出了动物内脏的其他用途——甚至是更好的用途——后,家畜重新开始吃它们该吃的东西——草或是谷物,问题自然就得到了解决。

投资2000万美元的迦太基工厂的建设并非一帆风顺。垃圾处理设备的焊接部分出现了施工质量问题,必须使用X光进行检测和修复,这就使原定的开工日期向后拖延了6到9个月。同时,其他一些最初没有考虑在内的工作,如调校仪器、增加细菌过滤器以减少气味、使用计算机流量控制以及增加额外设备等,使迦太基工厂可能要到今年秋天才能正式投入生产。

计划的延误没有打消投资方的信心。事实上,由于对未来的盈利前景极为看好,改变世界公司与ConAgra火鸡厂已经筹划在科罗拉多州的郎蒙特(Longmont)再建设一座类似的处理厂,处理当地的火鸡场和牛场的每日废料。而且,下一步,旧轮胎、废塑料瓶、城市污水都将成为改变世界公司瞄准的对象。阿佩尔指出,它们其实是比食物垃圾更好的转化为石油的原料,而且处理效率更高。

阿佩尔认为,该公司的做法应当得到美国政府的支持并在全国范围内推广,因为它不仅能解决城市中的垃圾处理问题,还可以缓解石油紧缺问题,减少对国外石油输入的依赖。不过,目前政府的能源部门还没有对他的计划表现出足够的兴趣。一种有趣但有据猜测是:在为石油短缺着急上火了几十年后,现在这似乎已经不是美国政府关心的主要问题了。

“到2000年的时候,原油的价格将上涨到100美元一桶。公路上的私家车将显著减少,因为只有很少一部分人才负担得起昂贵的油价。”1973年,阿拉伯国家石油禁运引发的石油危机最严重的时候,一位美国能源专家曾经做出过这样可怕的预言。

30年后,这个预言似乎并没有成真的迹象。近一周来,由于伊拉克重新开放了原油输出管道,纽约商品交易所中原油的价格一直徘徊在每桶37美元左右,并呈现下跌的趋势。尽管30年中,人类以每年几百亿桶的速度向地球索取石油,但如果把通货膨胀的因素考虑在内,现在的石油价格并没有大幅度上涨,在某些特定时期甚至低于20世纪初。为什么会出现这种似乎违背商品价值规律的事情呢?

“人们习惯把地球拥有一定数量的石油比作自己银行账户中的一笔固定存款。”坎布里奇能源研究协会(Cambridge Energy Research Associates)主席丹尼尔·叶金(Daniel Yergin)接受《发现》杂志采访时说,“但事实是,你最终能够拿到的数目是由经济学和技术两者共同决定的。”叶金指出,以美国为例,虽然本土石油资源已经在20世纪被消耗了一半以上,但随着新技术的不断被应用,现有的石油资源足以再应付几百年而不致匮乏。

叶金所指的新技术包括从前期勘探到后期开采的各个阶段。使用3D地震波成像和计算机传感器探测技术,新的储量更丰富的油层不断在各地发现。而且,钻井技术的进步使以往不适宜开采的油田也向人类打开了大门。以前,海平面以下200英尺是纽芬兰地区海底石油开采的极限。因为海面上浮动的冰山使普通的钻井平台无法工作。经过几家石油公司的共同研发,一个名为Hibernia的新式破冰钻井平台几年前正式建成,它能够在未来的15到20年中从海底开采出6.15亿桶石油。

将天然气高效地转化为汽油和柴油的技术是另一个突破。在几百年的时间里,天然气最多只被用来发电或供给厨房,在尼日利亚和中东的许多地区,对付天然气的办法常常是让它们在油田上空燃烧掉。这无疑是一种极大的浪费。化学家们很早就开始研究把天然气转化为液体燃料的办法,但同消耗的成本相比,效率非常低下。只有在“二战”期间受到封锁的德国才不得已采取过此种办法。现在,石油公司通过大批量生产和改良转换技术的办法,把天然气转换汽油的成本降到了每桶20美元以下,这就使天然气转化汽油变得现实可行。

根据统计,目前世界上的天然气储量一共可以转换为1.6万亿桶石油。即使由于条件限制,只有一部分(约8300亿桶)被转换,按照目前的消耗速度,也足以维持世界燃料需求60年。

同天然气转换汽油相比,把煤变成油是更具有挑战性,但也更有希望的一项技术。同石油相比,煤矿的形成条件简单得多,分布范围也更为平均。而且,全世界90%以上的矿物燃料(fossil fuels)包含在煤矿中。如果能够找出办法把固态的煤变成液态的油,这些燃料足以供人类再使用1000年之久。不过,目前还没有足够有效、可以投入大规模生产的将煤转换为汽油的办法。但是,根据预测,这种技术最多在10年内就会问世。

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