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| 【技術】華裔科學家發(fā)明厭氧消化技術將垃圾變能源 |
| （時間:2012-7-16 11:31:07） |
華裔科學家張瑞紅發(fā)明的“垃圾變能源”技術，在美國成功打入市場。近日，潔凈世界伙伴公司（Clean World partners）啟用了美國加州大學戴維斯分校生物和農(nóng)業(yè)工程學教授張瑞紅的生物消化系統(tǒng)。這也是美國第一家利用食品加工廠的食品垃圾，以及廢紙板箱發(fā)電的工廠。
過去十年間，張瑞紅一直致力于開發(fā)厭氧消化技術，試圖將固體廢物轉(zhuǎn)化成可再生能源。2006 年，她將這一技術從實驗室升級到示范階段。當時，來自聯(lián)邦、州和地方的官員，以及中國駐舊金山總領事等出席了那套再生新能源示范系統(tǒng)的剪彩儀式。
隨后，位于薩克拉門托鎮(zhèn)的新興企業(yè)潔凈世界伙伴公司從加州大學戴維斯分校購買了技術的使用權。“我非常欣賞張教授這一項了不起的成就。”加州大學戴維斯分校校監(jiān) Linda Katehi 說，“像張瑞紅教授這樣的科學家，正在幫助加州大學戴維斯分校解決我們這個時代最迫切的全球性問題。她的工作帶領我們向大家都渴望的可持續(xù)發(fā)展未來邁進了一大步。”
厭氧消化系統(tǒng)被放置在美國河流包裝公司（American River packaging）內(nèi)。它將每天把7.5 噸來自該地區(qū)食品處理廠的食品垃圾，以及半噸來自美國河流包裝公司的不可回收的瓦楞材料轉(zhuǎn)化為天然氣。系統(tǒng)每天產(chǎn)生大約1300 千瓦時的可再生能源，可以滿足美國河流包裝公司37％的電力需求，同時每年可以減少大約2900 噸垃圾進入填埋場。這個項目還創(chuàng)造了22 個工作崗位。
“這類項目和技術，實際上創(chuàng)造了一種將垃圾看作資源的新思維方式，它最終會帶來一個更美好的世界、更清潔的環(huán)境，以及新的工作崗位.。”張瑞紅說。
厭氧消化依賴細菌在缺氧環(huán)境下分解可生物降解的垃圾材料。張瑞紅的系統(tǒng)將這類垃圾轉(zhuǎn)化成如可再生能源、堆肥、水和自然肥料一類有價值的副產(chǎn)品。盡管厭氧消化本身不是一項新技術，但操作上和材料處理上的缺陷一直阻礙其商業(yè)化進程。
張瑞紅的高效消化技術和其他大多數(shù)同類技術都有著不同之處。后者主要處理液體垃圾，比如牛奶場的糞便以及市政廢水。而她的技術可以同時轉(zhuǎn)化液體和固體垃圾，包括食品垃圾、院落垃圾、植物殘留、紙和紙板。
張瑞紅還努力克服了兩個阻礙厭氧消化系統(tǒng)廣泛應用的關鍵問題：時間和成本。這一新技術讓此類垃圾轉(zhuǎn)化系統(tǒng)變得可復制，且許多組件均可預制，減少了建造系統(tǒng)的時間。例如，潔凈世界伙伴公司放置于美國河流包裝公司內(nèi)的這臺設備，從空空如也到產(chǎn)生能源只花了90 天不到，成本在200 萬至300 萬美金之間。此外，這套系統(tǒng)將垃圾轉(zhuǎn)換為能源的時間，是其他消化設備的一半，卻能生產(chǎn)出更多的、隨后可被轉(zhuǎn)化為清潔能源的氣體。
潔凈世界伙伴公司計劃在6月利用張瑞紅的技術，在薩克拉門托鎮(zhèn)南區(qū)轉(zhuǎn)化站開設第二家垃圾轉(zhuǎn)化工廠。“瑞紅作為主要顧問，她的貢獻對我們的成功十分關鍵”，潔凈世界伙伴公司首席執(zhí)行官、加州大學戴維斯分校校友Michele Wong 說。
張瑞紅在接受媒體采訪時表示，她1995 年來到加州大學戴維斯分校之前，厭氧發(fā)酵技術的研究，都是處理廢水為主。到加州之后，加州稻草多，而且加州對空氣質(zhì)量要求非常嚴格，不允許燒稻草；此外，加州人口多，食品加工廢棄物和餐館廚馀也很多。所以，她開始從事食品加工廢棄物再利用的研究。“廢水處理容易，固體處理就比較難。固體發(fā)酵時間比較長，比較慢，需要新技術。”她說，“過去不知道我的研究成果能不能商業(yè)化，現(xiàn)在商業(yè)化成功了，這家發(fā)電廠就是商業(yè)成功的案例。紙盒子過去不能用于發(fā)電，現(xiàn)在可以了，所以有創(chuàng)新。將來發(fā)電廠規(guī)模擴大，成本降低，經(jīng)濟效益會上升。”
張瑞紅的研究在美國頗為引人注目，她先后獲得美國能源部社區(qū)可再生能源發(fā)展項目、加州能源委員會公共利益能源研究項目，以及加州資源循環(huán)和回收部（CalRecycle）的資助。
張瑞紅今年49歲。1979 年，她高一時即考上內(nèi)蒙古工學院。本科畢業(yè)后，她在東北農(nóng)業(yè)大學讀研究生，丈夫潘忠禮是她的同門師兄。上世紀80 年代末期，夫婦倆同在美國伊利諾大學攻讀博士學位。潘忠禮的碩士導師姚維禎曾在伊利諾大學做訪問學者，他幫助張瑞紅聯(lián)系了伊利諾大學農(nóng)業(yè)工程的教授Donald Day。這位教授是較早研究動物廢棄物處理的專家之一，張瑞紅也因此進入環(huán)境保護領域。
張瑞紅在愛荷華州立大學做博士后研究時，需要到農(nóng)場做技術推廣。她對媒體說，技術推廣挑戰(zhàn)性很大，也很有鍛煉。她不僅要與農(nóng)民，還有州政府機構等打交道。那些比較復雜的專業(yè)資料，也得用深入淺出的英文傳述出去。
如今，夫婦倆在各自的研究領域均可謂成就斐然。張瑞紅獲得美國農(nóng)業(yè)生物工程學會青年學者獎等獎項，潘忠禮則捧回美國青年科學家總統(tǒng)獎、鳳凰衛(wèi)視“影響世界華人大獎”等榮譽。據(jù)美國《僑報》報道，2008 年，加州大學戴維斯分校百年校慶期間，該校校報在刊登百年成就展的介紹中，只選擇了一張人物照片，就是張瑞紅把廢棄的菜葉放進厭氧消化系統(tǒng)中，使它們變成能源。校報文章稱，張瑞紅發(fā)明的系統(tǒng)是加州大學戴維斯分校對環(huán)境保護的卓越貢獻。
張瑞紅還對媒體表示，她正在研究用甜菜做燃體乙醇（酒精），就是生物燃料，從州政府、聯(lián)邦政府拿到了很多經(jīng)費，計劃在加州做一個很大的燃料乙醇項目，如今已進入中型示范階段。她與Mendota beatbioanergy 公司已經(jīng)達成合作意向，將在加州中谷地區(qū)建造一家商業(yè)用途的工廠。
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