為了驅動氫能未來,豐田在福岡測試下水道污泥便便能源

作者 | 發布日期 2016 年 10 月 04 日 8:29 | 分類 汽車科技 , 能源科技 , 電動車 follow us in feedly
下載自路透
The Toyota Mirai Back to the Future concept vehicle is seen at the Washington Auto Show in Washington January 29, 2016.  REUTERS/Gary Cameron - RTX24Z1O

豐田(Toyota)積極推動氫燃料電池汽車,而氫燃料電池汽車面臨「雞生蛋、蛋生雞」問題,那就是沒有足夠的加氫站,消費者就不會買車,但沒有足夠的氫燃料電池車,就沒有人會設加氫站。為了擴展加氫站與其氫來源,先前韓國的現代汽車在加州決定開發「屎能源」,以南加州的廁所與下水道污水沼氣來製氫,如今豐田為了支援「未來」(Mirai)氫燃料電池汽車,也如法炮製,開發便便能源。



人體排泄物中含有非常多有機物,經微生物分解以後,會產生富含甲烷的沼氣,在工業上,甲烷有多種方法可以製造氫氣,包括水合法、水合及部分氧化法以及裂解法等,所以,利用便便製造氫氣,在化學原理上確實可行,2014 年時南韓的現代汽車與加州大學爾灣分校的國家燃料電池研究中心(National Fuel Cell Research Center)合作取用南加州的便便能源,而如今豐田則先在日本福岡市進行測試。

在福岡市中央污水處理廠,污水處理程序一開始與全球其他污水處理廠大體相同,先將污水沉澱分為液態污水以及固態污泥,此時於固態污泥中加入特定微生物,微生物能分解污泥產生生化合成氣,其成分為約 6 成的甲烷與 4 成的二氧化碳,從中除去二氧化碳後,取用甲烷以水合法製造氫氣,也就是讓甲烷與水蒸氣化學反應,產生氫氣及二氧化碳,之後再除去二氧化碳,就得到氫。

目前,福岡市中央污水處理廠每天可以生產 300 公斤的氫,足夠加滿 65 輛「未來」,而目前福岡市中央污水處理廠所產生的合成氣並未全數用來生產氫氣,部分直接拿來當做燃料使用,若是全數用來生產氫,產能可倍增至每日 600 公斤,豐田「未來」的首席工程師田中良和的願景是,未來全球各大城市都如此善用便便能源,無需額外能源就能產生氫氣,配合氫燃料電池車,打造無需石化燃料的「氫能社會」。

 

要解決加氫站分布問題

目前全球大多數污水處理廠的污泥都在處理後掩埋,其中的有機物任其自然分解,產生的沼氣往往平白燒掉,這樣的免費能源,可以用來發電,當然也能用來製氫。目前全球主流製氫是自天然氣製氫,而天然氣卻是來自油氣井的石化燃料,因此讓氫燃料電池車的環保性受到質疑。若是改用產自排泄物的沼氣來製氫,那就成了可再生能源,讓氫燃料電池車成為真正的零二氧化碳排放。

目前「未來」的表現並不樂觀,在積極推動零排放交通工具的兵家必爭之地加州,目前只售出幾百輛「未來」,遠遠少於競爭對手純電動車,全加州也僅有約 20 座加氫站,遠少於競爭對手純電動車的充電站,雪上加霜的是這 20 座加氫站幾乎都分布在洛杉磯與舊金山灣區,離開這一小塊區域後就哪兒都去不了了;更糟的一點是,純電動車能在車主家中充電,氫燃料電池車卻只能到加氫站加氫。

豐田若要順利推動氫燃料電池車,就得解決加氫站分布的問題,而便便能源或許能幫上一點忙,因為若豐田能成功將每個市鎮的污水處理廠改造成加氫站,那麼至少加氫站分布會廣一點,只不過,2014 年時現代汽車已經嘗試過了,卻沒有任何效果,豐田再試一次,會得到不同的結果嗎?

(首圖來源:達志影像)

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