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你曾否想過，對污水處理行業(yè)來說，俄烏戰(zhàn)爭可能是一個升級轉型的機遇？最近瑞士一座污水處理廠的舉動引起了能源行業(yè)的關注。
烏克蘭戰(zhàn)爭爆發(fā)之后，面對長期依賴國外天然氣的局面，瑞士國內(nèi)對于能源結構轉型的討論變得更加火熱。今年4月，蘇黎世州的一家市政公司，聲稱自己成為瑞士國內(nèi)首家二氧化碳零排放的Power-to-Gas工廠。
什么是Power-to-Gas？
什么是Power-to-Gas?
這個問題要從什么是Power-to-X說起。
Power-to-X這個理念在過去幾年是歐洲能源行業(yè)的熱點之一，它指的是將多余的電能轉化為可長期儲存的氫或甲烷等化學能源的技術。
其中這個X的含義非常豐富，它可以表示不同的能源形式，例如固體、液體或氣體。
瑞士這個項目，則是一個電轉氣的工業(yè)案例(Power-to-Gas)。更特別的是，這個項目的原料來自附近的垃圾焚燒廠和污水處理廠。
工藝原理
這個Power-to-Gas的項目地址位于蘇黎世州Dietikon區(qū)的一個垃圾焚燒發(fā)電廠內(nèi)，而垃圾焚燒廠旁邊還有當?shù)氐囊粋€城市污水處理廠。
生物合成甲烷原理圖 | 圖源：powertogas.ch
瑞士的一盤大棋
2011年3月，在日本福島核電站泄露事故后，瑞士聯(lián)邦委員會做出響應，對本國的能源架構進行重新規(guī)劃，同年11月其議會通過了瑞士逐步棄用核能的決定。2013年聯(lián)邦委員會提交了一份名為“能源戰(zhàn)略2050”的草案。2017年5月經(jīng)過公投，這份戰(zhàn)略草案得到通過。2018年后，瑞士進入了能源“新時代”，其中一個重要舉措就是大力發(fā)展可再生能源，鼓勵可再生能源入網(wǎng)。
這個能源新政其實也收到一些反對的聲音，其中一點非常有趣，就是有不少人認為瑞士的旅游業(yè)是該國的重要經(jīng)濟來源之一，風能和太陽能設備會損害瑞士的自然風光，這不利于旅游產(chǎn)業(yè)。
此外，太陽能、風能本身還有其他缺點，會受到季節(jié)和晝夜變化的影響，而且不能儲存。例如在歐洲，夏季電力需求低于冬季，但太陽能系統(tǒng)在溫暖季節(jié)生產(chǎn)的電力顯著多于冬季。這意味著，如果瑞士真的要在未來幾年大規(guī)模布局光伏發(fā)電，夏季的時候將有大量剩余電力，甚至會使電網(wǎng)超載，而來自垃圾焚燒發(fā)電廠的電力也失去了價值。他們需要想辦法解決這種不平衡，因此，需要可以靈活使用的能源和存儲，大至國家能源，小至具體的發(fā)電廠，都要為未來多出來的電想出路。
他們有人因此提出：將這些可再生電能轉化成天然氣，是不是值得嘗試的方法呢？畢竟天然氣方便儲存和運輸，可以將夏季收集的能量留到冬季使用。這個電轉氣的項目，正是在這樣的背景下誕生的。
環(huán)保設施的潛力
這個項目的甲方是一家叫Limeco的公司。它成立于1959年，它負責Dietikon和周邊幾個小市鎮(zhèn)的污水處理和垃圾焚燒的業(yè)務。這樣反過來給這個項目提供了天時地利人和的便利，因為垃圾發(fā)電廠和污水廠都歸它運營，兩個廠區(qū)相連接，又恰好能提供核心原材料，簡直就是理想的示范項目地點。
瑞士聯(lián)邦能源辦公室的主任Beno?t Revaz在項目揭幕儀式時表示：“這個項目意味著瑞士在減少對進口天然氣的依賴上邁出了關鍵一步。這個電轉氣工廠展現(xiàn)了瑞士自身生產(chǎn)可再生氣體能源的可能性?！?/span>
蘇黎世州議員Martin Neukom則認為新落成的處理系統(tǒng)顯現(xiàn)了蘇黎世州的決心：“我們想在2040年前實現(xiàn)氣候中和的目標。Limeco和它的合作伙伴也給大家證明這個目標是可以實現(xiàn)的。“
據(jù)說，早在6年前，瑞士能源公司Swisspower首先提出建造電轉氣工廠。Swisspower是22個公共事業(yè)局的聯(lián)盟，其中包括了Limeco。瑞士的國家研究所Paul Scherrer Institute的能源研究員Christian Bauer表示，在Dietikon投運的這套設備是目前應對剩余電力的唯一選擇。他還說：“由于現(xiàn)在太陽能發(fā)電的剩余量還不多，所以還不是電轉氣技術大展身手的時候，但從更長遠來說，從2035年開始，如果瑞士大規(guī)模發(fā)展光伏發(fā)電，電轉氣的潛力是巨大的。
哪些地方適合安裝電轉氣系統(tǒng)呢？
理論上說，有二氧化碳的地方都是理想的選址，例如水泥廠、垃圾發(fā)電廠或者污水處理廠等。因為產(chǎn)氫的電解器的安裝相對方便，而甲烷的合成也不一定需要生物反應器。盡管如此，在瑞士專家看來，污水處理廠是最合適的選址，因為瑞士很多污水廠都有厭氧消化器。這個項目的技術供應商Viessmann預計，如果瑞士100多座污水廠都安裝這套系統(tǒng)，其產(chǎn)能可以滿足25萬人的能耗需求。
市場準備好了嗎？
Swisspower的能源專家Thomas Peyer對電轉氣的前景比較謹慎。他表示這項技術尚未能大規(guī)模推向市場，因為生產(chǎn)氫和甲烷的成本依然很高，從俄羅斯購買的天然氣還是更便宜的選擇。但鑒于目前歐盟和俄羅斯的緊張關系，Limeco連同另外八個瑞士能源供應商，都覺得有必要對電轉氣技術進行投資。在這個項目上，他們一共籌集了1400萬瑞士法郎。Limeco會向其合作伙伴分享這個示范項目的技術經(jīng)驗，并為聯(lián)邦政府制定法律框架提供信息建議，以便在未來幾年內(nèi)建造更多的電轉氣工廠。
