沼氣是多種氣體的混合物,一般含甲烷50~70%,其余為二氧化碳和少量的氮、氫和硫化氫等。自1950年代起,人類開始系統(tǒng)化的研究沼氣之制造、儲藏與使用,并以生質(zhì)廢棄物來源充足的農(nóng)村為基礎(chǔ),進一步讓沼氣成為偏遠地區(qū)的輔助能源。隨著時代進步,垃圾掩埋場、大規(guī)模畜牧業(yè)的出現(xiàn),讓零散使用的沼氣,開始集中化與大型化,更隨著生質(zhì)能源發(fā)展的趨勢,逐漸併入電力系統(tǒng),成為區(qū)域電力的供應(yīng)者。
生質(zhì)能源的發(fā)展愈來愈火熱,世界各國競相投入資源進行相關(guān)研究,同時紛紛以補貼政策,實際導(dǎo)入生質(zhì)能源應(yīng)用。然而,對于不具有優(yōu)越天然資源、口袋深度與研發(fā)能力有限的開發(fā)中國家來說,無論是要付出可觀的成本建立生質(zhì)燃料產(chǎn)業(yè),或是跨足纖維素分解等相關(guān)高階技術(shù),均存在著一道鴻溝,致使大多數(shù)開發(fā)中國家的生質(zhì)能應(yīng)用,絕大多數(shù)仍處于傳統(tǒng)的固態(tài)燃燒模式,效率低且無法達到減碳之目的。以下茲簡述沼氣及其應(yīng)用與發(fā)展,供各界參採。
由厭氧環(huán)境形成的熱能提供者
沼氣來自于有機物質(zhì)在厭氧環(huán)境下的發(fā)酵。簡單來說,在無氧的環(huán)境中,各式微生物將複雜的有機物(包括:蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素等)分解,再透過另一型態(tài)之微生物(甲烷菌),將分解后之有機物與二氧化碳形成甲烷(CH4),其與分解過程中生成的其他氣體如二氧化碳等,共同組成了沼氣。v由于不同的溫度、濕度、酸 鹼度、微生物菌種、發(fā)酵時間等因素,使得沼氣的成分不盡相同,但一般來說,沼氣以甲烷為主要成分,含量約在55~70%之間,其馀成分包括:可燃的硫化氫、一氧化碳等,以及二氧化碳(28~45%)、氮和氨等不可燃氣體。
天然氣(NG)是化石能源中最淨潔的燃料,其主要成分亦是甲烷。沼氣與天然氣相比,雖然甲烷含量較低,但其熱值亦有5,500~5,800千卡╱立方公尺,最高燃燒溫度達1,400℃,且其來自于生質(zhì)廢棄物的特性,更是它的優(yōu)勢所在。
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