用于燃料生产的沼气升级过程的生命周期温室气体排放

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Life Cycle Greenhouse Gas Emissions of Biogas Upgrading for Fuel Production

研究评估美国主要废弃物（污泥、食物残渣等）生产可再生天然气（RNG）的生命周期温室气体排放，对比压力吸附、膜分离等四类升级技术的能耗与甲烷泄漏风险，发现RNG碳强度从-125至41 g CO?-eq/MJ不等，并探讨其衍生氢能、氨及压缩液化燃料的应用潜力。

　　

将废物转化为可再生燃料的废物转可再生天然气（RNG）为缓解废物管理问题提供了有前景的解决方案。通过全面的生命周期分析表明，这一过程可以显著减少温室气体（GHG）排放。虽然提高沼气的甲烷浓度至关重要，但这一过程可能耗能较多，并且存在甲烷泄漏的风险。本文研究了四种常用的沼气提纯技术：变压吸附、膜分离、化学吸收和水洗涤。我们的研究评估了美国主要废物来源（包括废水污泥、食物废弃物、填埋场气体、奶牛粪便和猪粪便）生产RNG的生命周期温室气体排放情况。通过元分析评估了沼气提纯过程中的甲烷泄漏和能源消耗以及相关的温室气体排放，并考虑了传统废物管理方法可能带来的减排量（范围从-481.0到101.8克二氧化碳当量/兆焦耳）。在默认的上游假设条件下，RNG的代表性碳强度大约在-125克二氧化碳当量/兆焦耳（奶牛粪便）到41克二氧化碳当量/兆焦耳（废水污泥）之间。我们还探讨了RNG在氢气、氨气以及压缩/液化形式生产中的应用。这些发现凸显了RNG及其衍生燃料在减少温室气体排放和增强美国能源供应方面的潜力。