“只能做肥料”的厨余垃圾，实质资源化之路被打开

Published 11 Sep.2023 13:40(KST)

能源技术研究院开发高纯度甲烷生物燃气转化技术
“有望实现实质性能源资源化”

能够将国内大量产生的餐厨垃圾、畜禽粪便等有机废弃物转化为高品质生物燃气的技术已经开发完成，并进入试运行阶段。此前虽然也有不少类似设施，但由于所生产燃气质量较低，实用性不高。外界关注，这项技术能否改变餐厨垃圾等大多仅被用作堆肥的现状，真正打开将其转化为能源资源的道路。

Eupjeongae农业联合法人沼气固化设备。图片由韩国能源技术研究院提供。

韩国能源技术研究院11日表示，该院清洁燃料研究室的Kim Sunhyeong博士研究团队与民营企业Ecobio Holdings合作，开发出一项将含有高浓度硫化氢的生物燃气转化为高纯度甲烷的技术，并已成功完成中试规模的现场示范，提升了实用化可能性。

生物燃气是指污水污泥、粪便、畜禽粪便、餐厨类废弃物、动植物残渣等有机废弃物在无氧条件下，经微生物分解（厌氧消化）所产生的气体。随着居民生活水平的提高，可用作生物燃气原料的餐厨垃圾等有机废弃物急剧增加。以2019年为基准，产生量为6537万吨，比2010年增加14.7%。

但目前能源资源利用率仅为5.7%。大部分只是任其腐烂后用作堆肥或液态肥。即便如此，也会引发土壤、水质污染和传染病等问题，迫切需要长期且环保的处理方式。为提高有机废弃物的利用率，政府在去年年底制定了相关法律，规定到2050年分阶段将最多80%以上的有机废弃物强制用于生产生物燃气。该法将于今年12月31日开始实施，如未达成目标，将被处以罚金。

生物燃气主要由甲烷（45%~65%）、二氧化碳（35%~55%）和硫化氢等组成，其中只要去除硫化氢，就可用于发电和供暖。如果进一步去除二氧化碳，则可制得与天然气相似的高纯度甲烷气体，从而也能用于城市燃气和交通运输领域。

研究团队开发出一项技术，可从生物燃气中去除硫化氢、二氧化碳和水分，生产出纯度97%以上的高纯度生物甲烷。该技术能够以低成本去除含有数千ppm高浓度硫化氢的生物燃气，非常适合东南亚生物燃气产业的需求。

生物燃气提纯工艺由两部分构成：一是通过微生物工艺将产生恶臭和腐蚀的硫化氢转化为生物硫的预处理工艺；二是利用水吸收法去除二氧化碳和水分以生产生物甲烷的提纯工艺。在预处理环节，利用碱性溶液去除高浓度硫化氢，再通过微生物的氧化反应实现溶液再生，从而实现经济性运营。尤其是在处理与东南亚生物燃气性质相似、含有4000ppm以上高浓度硫化氢的生物燃气时，几乎检测不到硫化氢，性能十分优异，同时还能副产可用作肥料的生物硫。

在提纯工艺中，设备被分成多个单元模块化打包，便于移动和安装，也方便出口海外。工艺过程中使用环保且安全的水在高压下与气体接触以去除二氧化碳，再通过吸附技术去除水分，从而得到高纯度生物甲烷。研究团队建设了中试装置，开展了日处理平均3吨生物燃气的示范运行。结果表明，在处理含高浓度硫化氢的生物燃气时，能够稳定生产出纯度97%以上的高纯度甲烷，并获得了韩国产业技术试验院对实验结果的认证。

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Kim博士表示：“生物燃气的产量和性质会根据原料和运行条件发生较大变化，而本次开发的技术可以处理宽浓度范围内的硫化氢和二氧化碳，因而能够应用于各种生物燃气化设施，并稳定生产出高纯度甲烷。该技术在运行、维护管理、运输和安装方面都十分简便，非常适合基础设施不足的东南亚棕榈油产业现场，我们今后计划以此为基础，尝试进军海外棕榈油产业领域。”

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