在美国,很大一部分农业和消费食品最终被扔进了垃圾填埋场。根据美国农业部(U.S. Department of Agriculture)的数据,美国人每年扔掉的食物多达40%,总共约为1,330亿磅。除了经济损失,垃圾还会产生有害的温室气体排放(GHG),其来源多种多样,包括腐烂的食物产生的垃圾排放、多余的运输能源等。世界资源研究所估计,如果粮食损失的是它自己的国家,它将是第三大温室气体排放国,每年44亿吨(约48.5亿吨)。食物并不是唯一的罪魁祸首。所有形式的废物都会随时间分解并产生温室气体。作为回应,研究人员和企业都在寻找减少废物排放和污染的方法,利用废物的衰变产生能量。一种高效和清洁的方式来利用废物收集的能源是通过燃料电池和氢技术。
废物由富含碳的有机化合物和营养物质组成,可以用来制造像沼气这样的生物燃料。当有机物质分解时,富含甲烷的沼气被释放到大气中。公司通常会通过一个叫做“燃除”的过程来燃烧甲烷沼气,这个过程通过将沼气转化为二氧化碳来减少沼气的影响。但是,这种方法非常浪费。作为回应,一些能源供应商已经开始收集这些废气,并将其用于更高效的用途,包括作为固定燃料电池系统的燃料原料。
沼气和燃料电池
几家固定燃料电池公司在他们的产品中使用从各种形式的废物中产生的沼气。在康涅狄格州,FCHEA成员Doosan Fuel Cell America在费尔菲尔德、诺格塔克、沃特伯里和西港等城市的市政污水处理厂安装了燃料电池系统。斗山公司使用磷酸燃料电池,这种电池可以利用从废水中收集的沼气发电。据诺格塔克市长N.沃伦“皮特”赫斯称,这种燃料电池每年为城市节省了300万磅二氧化碳,相当于每年从街道上移除250辆汽车。
FCHEA成员FuelCell Energy也有在废水处理厂和垃圾填埋场安装燃料电池的可靠记录,最近的一个是在加州Tulare废水处理厂安装2.8兆瓦熔融碳酸盐燃料电池系统。燃料电池将由城市的沼气提供动力,而这些沼气原本是可以燃烧的。
燃料电池在减少工业化农业排放方面发挥了作用。乳品业的废弃物排放出大量的甲烷。FCHEA成员Bloom Energy正与加州生物能源公司合作,以捕捉牛粪的排放。Bloom公司的策略是捕获甲烷沼气,对其进行净化,并将其用于公司的固体氧化物燃料电池中,这种燃料电池通常使用天然气作为燃料。