东方时讯网一项新的研究表明，替代热源可以显着减少将食物垃圾转化为能量的过程的碳足迹。由格拉斯哥大学领导的科学家团队证明，使用空气源热泵支持厌氧消化可以将沼气生产过程中排放的碳减少三分之一以上。
他们的发现可能有助于支持正在进行的国家电网脱碳工作，并使偏远社区能够在当地生产自己的低碳电力。
厌氧消化利用微生物在无氧条件下分解可生物降解的材料，如食物垃圾和污水污泥，释放出沼气——一种甲烷和二氧化碳的混合物，燃烧后可驱动涡轮机，产生低碳电力。
称为生物反应器的机器用于在厌氧消化过程中保持最佳温度，以最大限度地产生沼气量。
研究人员着手研究由空气源热泵加热的生物反应器的碳足迹——在低碳过程中从空气中吸取环境热量——与使用锅炉供电的传统加热系统在整个生命周期内的碳足迹相比通过天然气。
在发表在《生物资源技术》杂志上的一篇新论文中，研究人员概述了他们如何创建热泵热力学计算机模型。他们将该模型与基于机器学习的厌氧消化建模相结合，并从现有研究的数据库中训练新系统。
然后，他们通过向新模型提供以前看不见的真实数据来测试他们的新模型，以确保它产生准确的结果。
通过验证他们的模型，研究人员开始使用一种称为生命周期评估的标准化方法，探索基于热泵的系统与基于天然气的系统在预期寿命期间的碳足迹相比如何。
他们发现，当用于处理食物垃圾和污水污泥时，热泵系统排放的碳比基准天然气系统要少得多。
在温度保持在55°C的厌氧消化过程中，模拟的碳减排量高达28.1%。在37.5°C的较低温度下，该过程的碳足迹进一步减少至最大值36.1%。
来自格拉斯哥大学詹姆斯瓦特工程学院的尤思明博士为该论文的通讯作者。他说：“人类不可避免地会产生规模可生物降解的废物，小到餐盘的碎屑，大到城市污水处理厂。
“所有这些废物在腐烂时都会释放气体，其中一些可能对环境有害。通过利用这些气体作为电力生产的来源而不是让它自然腐烂，我们可以朝着循环、净零经济迈进我们迫切需要建设以减少气候变化的影响。
“该模型是对空气源热泵在沼气生产过程脱碳过程中的作用的首次技术和环境评估。结果表明，热泵在支持低碳厌氧消化方面发挥着重要作用。
“这可能有助于为城市废物管理设施的未来规划提供信息，以帮助减少它们的碳足迹。它还可以支持未来生物反应器的开发，这些生物反应器可用于偏远社区，帮助人们将废物转化为沼气。
“这种分散的废物回收可以大大帮助人们生产自己的本地电力来源。这项研究也是农村社区水和废水处理脱碳工作的一部分。”