雨雪垃圾能发电
文章出处：《能源趣览》   发布时间：2005-04-05  


　　科学家们发现，大自然中蕴藏着巨大的能量，可以通过多种手段，从21世纪初期开始，有一定规模地向雨雪垃圾索电，是完全可以实现的。


　　利用积雪发电：大家知道，积雪的温度是0℃以下，因此雪中蕴藏着巨大的冷能。科学家提出利用积雪发电的大胆设想。它的工作原理是，将蒸发器放在地面上，将凝缩器放在高山上，再用两根管子将它们连接在一起，然后抽出管内空气，用地下热水使低沸点的氟里昂（即现代电冰箱所用的制冷物质）气化，并以雪冷却凝缩器，由于氟里昂的沸点很低，加上管内被抽空，所以它就沸腾起来，变成气体快速向管子的上端跑去，冲击汽轮机旋转，从而带动发电机发电。试验证明，l吨雪可把2－4吨氟里昂送上蓄液器。可见雪的发电本领是十分惊人的。


　　雪的资源极其丰富，地球上34％的国家属多雪地区。我国东北和新疆北部是全国下雪天数最多的地区，每年平均在40天以上，积雪日数在90天以上。积雪发电的问世，将使茫茫雪原变成人类的又一理想的未来发电能源。


　　利用下雨发电：目前，科学家们研究雨能的利用已获得成功，它是利用一种叶片交错排列，并能自动关闭的轮子，轮子的叶片可以接受来自任何方向的雨滴，并能自动开关，使轮子一侧受力大，另一侧受力小，从而在雨滴冲击和惯性的作用下高速旋转，驱动电机发电。雨能电站可以弥补地面太阳能站的不足，使人类巧妙而完美地应用太阳能、风能、雨能。


　　我国南方雨能资源丰富，特别是华东、华南、中南和西南各省的雨水充足，一年四季冰雪期很少，雨季的降雨量一般都比较多，阴雨天利用雨能发电，阳天利用太阳能发电，这样无论晴天或阴雨天，人们都可以享受到大自然的恩赐，享受到电能带来的光和热。


　　微生物电池：在探索微生物能源工作中，一些国家正在从事着微生物电池的研究。什么是微生物电池呢？它是一种用微生物的代谢产物，做电极活性物质，从而获取电能。从研究的进展看，做为微生物电池的活性物质，只限于甲酸氢、氨等。我们用一种叫产气单抱菌的细菌，处理100克分子椰子汁，使其生成甲酸，然后把以此做电解液的3个电池串连在一起，生成的电能可使半导体收音机连续播放50多个小时。当然，这只是试验。但它表现出的事实是令人神往的。


　　21世纪是人类飞向宇宙的时代，在宇宙飞船这样的封闭系统中，排泄物的处理确是个必须解决的问题。美国宇宙航行局设计了一种一举两得的解决方案：用一种芽抱杆菌处理尿，使尿酸分解而生成尿素，在尿素酶的作用下分解尿素产生氨。氨用做电极活性物质，在铂电极上产生电极反应，组成了邀翔太空的理想微生物电池。在宇航条件下，每人每天如果排出22克尿，就能够获得47瓦的电力。


　　氢燃料电池，成为微生物能源的又一种电能形式。利用一种产生氢气能力强的细菌，在容积为10升的发酵装置中，每小时所产生的近20升氢气，足以维持3．l－3．5伏燃料电池的工作。科学日新月异的21世纪，有机废水的处理也与微生物电池发生了密切关系。在利用微生物处理有机废水时，在使废水无害化的同时，可以把微生物的代谢产物做微生物电池的活性物质，从而获得电能，从这个角度上，微生物做为同时解决公害和能源问题的一种手段，已引起人们的广泛注意。尽管微生物电池的研制尚处在萌芽状态，使用也还只限于一定范围，但是到21世纪的某一天，微生物电池就能够带动着马达飞转，为人类创造更多的物质财富。


　　向污泥要能源：城市下水道污泥中富含有机物质，其中蕴藏着可观的能量。不少国家已开始利用厌氧细菌将下水道污泥“消化”，然后收集其中产生的沼气作为热源，并将下水道污泥制成固体燃料。


　　关于下水道污泥作为固体燃料的开发与实用化研究方面，欧洲国家居领先地位。日本东京都能源局利用下水道污泥作为燃料发电的试验也已获成功。日本能源科学家还将下水道污泥利用多级蒸发法制成固状物，所得燃料的发热量为16000－18000千焦耳／公斤，与煤差不多。


　　德国的一家化学公司将工厂下水道排放的废水（其中含10％的普通生活污水）进行处理，所得活性污泥作为燃料，他们在下水道污水中加入有机凝集剂，再用电力脱水机脱去部分水分，加入一定比例的粉煤，最后利用压滤机榨干水分，用这种方法制成的燃料发热量大约是9200－10000千焦瓦／公斤，并且将其干燥、粉碎后并不影响其燃烧性能。


　　从下水道污泥中挖掘潜在能源，不仅开辟了能源新途径，还可以根本上解决城市下水道污泥污染问题。对改善城市地下水水质有着至关重要的作用。环境科学家有必要重新估计下水道污泥的作用和利用价值，进一步研究下水道污水处理以及下水道水系的设计。


　　目前，世界上许多国家正在研究，能否建立一个从污水处理到能源、环保方面的综合管理体系，以便一劳永逸地解决下水道污水的去向问题。