![留美航标:15位美国华裔教授解读当代留学](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/697/26125697/b_26125697.jpg)
实验室里
成:好的。目前我们的课题是研究一些有机废弃物,主要包括农业的废弃物、城市生活的有机废弃物等。我们想办法把它转化成生物能源,具体的形式就是把有机的废物转化成生物天然气,也就是我们俗称的沼气。
沼气可以作为能源直接用来发电,也可以把它进行纯化,它的成分就变成跟从地底下开采出来的天然气非常相似,因此我们把它叫作“生物天然气”。我们研究组在过去20多年来都是在做一些工艺过程的探索,即通过生物发酵,针对不同的有机物,包括早期的养猪场、养牛场的污水,我们把它转换成沼气。再一个来源就是生物废弃物,比如说食品废物。
航:我理解,但沼气可是不新鲜呀。我们都知道的一个例子,就是我们的习近平总书记当年在梁家河下乡的时候,他就曾经带领农民进行过沼气池的建设,还因此很大程度上解决了当地老百姓做饭燃料的问题。
成:你说得没错,从技术上来讲沼气很早就有了,并不是一个新的技术。但像你刚刚说到习总书记当年在梁家河的工作过程中,那个时代他们处理的主要都是在牛粪、猪粪里面生成的沼气,成分本身比较单一。这一类沼气装置在中国的20世纪七八十年代曾经有4000多万个,广泛分布在华北等地的农村地区,一度是每家每户都要上这个沼气装置。但是那些沼气装置现在真正能够保留下来的到今天已经很少,原因就是当时的技术支撑不够,沼气这个东西,你说它复杂它其实很简单,你说它简单它又很复杂,就连我们这些搞沼气研究的人,现在还没有彻底研究透。
航:您是说,当年那么多沼气装置,后来都废弃了?
成:当年都是国家出钱帮老百姓建,想法是挺好,但最终大部分都荒弃了。说到底是农民没那么多专业知识来操作,久而久之大家觉得还是不如砍柴烧火来得实惠便利,就又回到老路上,这也造成了巨大的浪费。
现在我们再利用沼气,基本都是在一些中等甚至大型的工业化企业里面进行,不再搞一家一户的小作坊。现在国内大型的沼气发电企业,比如在山东明荷的一个沼气电厂,它用沼气发电能够达到3 MW,已经是很大的规模。
航:新技术的应用还是需要不断探索,有时候还难免走一些弯路。
成:另外农村现在的生产方式也改变了。现在农业都是集成化,比如养鸡养牛,也不再是当年那样各家各户的小农经济了。现在都是几千只、上万头的大规模养殖场。针对这样的新方式,一方面,我们希望沼气利用能够通过大规模集中生产进而达到更持续和稳定;另一方面,我们也希望通过努力能够提高沼气应用的效率,这就是要弄清楚它内部的微生物到底是什么样子的。因为现在产沼气,已经不光用粪便和食物残渣了。
航:您在研究变废为宝,听起来这些废弃物都是我们日常生活中忽略或不愿留意的东西。
成:其实很有趣,它背后的规律也很重要。比如我们现在研究秸秆,如玉米棒,我们把玉米粒脱下来之后,剩下的废弃物就是玉米棒和玉米秆,包括同样性质的麦秆、稻草等。早期在美国这些东西也是会被农民烧掉,形成大气污染,所以从前美国也有雾霾呀!
航:中国现在面临的情况比当年的美国更严重。
成:但后来在美国燃烧秸秆被彻底禁止了。
航:中国也禁止好几年了。
成:雾霾问题日趋成为老百姓关注的焦点,那么秋冬季易发的雾霾有一部分原因就是从燃烧秸秆来的。从法律的层面上是禁止了,但老百姓如果觉得这样简单,就还是会偷偷地烧。所以我们探索如何把秸秆和其他有机废弃物一道,让它发酵,经过发酵产生生物天然气。这里面除了过去20年我们研究工艺过程,优化它达到产气的最佳处理效果,另外最近我们也在研究发酵反应过程中的微生物。本身发酵过程主要就是通过微生物来实现的,但人类目前对沼气微生物的研究还不够,不是很清楚它里面究竟有哪些东西。我们现在也只知道个大概,了解里面有哪些化学反应。具体要讲到沼气微生物的细节,真正理解透,还需要继续深入研究。我和我的同事们现在就是在这方面做着自己的努力。
航:过去一听从粪便之类的东西里提取沼气都感觉比较容易,那么你们现在要突破的是从秸秆里生成沼气?
成:对,这个在过去来说相当困难,但现在我们已经有所突破。