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• 发布日期 2021 年 1 月 6 日

任何曾在垃圾桶前犹豫过的人都知道这个问题:很难确定哪些东西可以回收利用。想想普通的薯片包装袋吧。里面有薄膜塑料，金属，染料和食物残渣;它是复杂的。如今的回收不能很好地处理复杂性，所以典型的薯片袋注定要被扔进垃圾填埋场。

当然，垃圾填埋场占用空间，但与之相关的还有一个更严重的问题——Daniel R. Cohn强调了这一点，他是麻省理工学院能源计划(MITEI)研究科学家，当时他是MITEI未来天然气研究项目的执行董事。这个问题就是温室气体排放。

“每年约1.3亿吨的废进入垃圾填埋场在美国,和至少产生1.3亿吨二氧化碳当量排放,”科恩说,值得注意的是,大多数这些排放的甲烷,一种天然的气体更糟糕的气候比二氧化碳(CO2)。

对科恩来说，日本通商研究所的研究表明，他与人共同创立的InEnTec公司扩大业务的时机已经成熟。1995年从麻省理工学院分离出来的InEnTec公司使用一种称为等离子体气化的工艺，将任何垃圾——甚至是生物垃圾、放射性废物和其他危险废物——转化为有价值的化学产品和清洁燃料。(该公司的名称最初代表综合环境技术。)

然而，这一过程比把垃圾扔进垃圾填埋场要昂贵得多，而在25年前，气候变化并不是推动投资的主要因素。“回到90年代早期，全球变暖更多的是一种学术追求，”InEnTec总裁、首席执行官和联合创始人杰弗里·e·苏尔马说，他补充说，当时许多人甚至不相信这种现象。

因此，多年来，该公司专注于为存在严重有毒废物问题的重工业和政府提供利基服务。然而，现在，Surma说，公司正在扩大项目，包括塑料回收和低成本分布式氢燃料生产——使用先进的核心技术，防止垃圾被填埋，防止空气中产生温室气体。

“今天的人们明白，我们的能源和工业系统必须脱碳，”Surma说。他指出，从垃圾填埋场转移一吨城市固体废物“至少”相当于防止一吨二氧化碳进入大气。“这是非常重要的。”

麻省理工学院的根

InEnTec的故事始于20世纪90年代初的麻省理工学院等离子体科学与聚变中心(PSFC)。Cohn当时是PSFC等离子体技术部门的负责人，他希望找到利用正在开发的核聚变技术的新方法。他说:“核聚变是一项非常长期的工作，所以我想知道我们是否能找到一些在短期内对社会有益的东西。”“我们决定研究一下在环境方面的应用。”

他与当时在太平洋西北国家实验室(PNNL)从事核废料清理工作的Surma合作，他们获得了美国能源部的资助，在麻省理工学院用等离子体(一种过热、高度电离的气体)建造并运行了一个实验性的废物处理炉设施。等离子体是核聚变研究的核心，该研究旨在复制太阳的能量产生能力，而太阳本质上是一个等离子体球。麻省理工学院为建造等离子炉提供了关键的大规模空间和设施支持。

在麻省理工学院的项目结束后，科恩和苏玛与通用电气的工程师查尔斯·h·提图斯(Charles H. Titus)合作，将等离子体技术与焦耳加热熔炼器结合在一起。他们申请了专利，在第四位联合创始人拉里•丁金(Larry Dinkin)的商业帮助下，InEnTec诞生了;在华盛顿的里奇兰，靠近太平洋国家实验室的地方建立了一个设施。

InEnTec的技术是该团队在2008年开设该公司第一个商业规模的生产设施之前开发和测试多年的技术，“允许废物进入一个容器，并暴露在极端温度下——一个控制的超过10,000摄氏度的闪电，”Surma解释说。“当废物进入那个区域，它就会分解成元素。”

Cohn指出，根据设备的大小，InEnTec处理器每天可以处理25到150吨的垃圾，否则这些垃圾可能会被填埋，甚至焚烧。他说，例如，在加州正在进行的一个项目中，该公司将使用农业生物质废弃物生产乙醇，这些废弃物通常会被焚烧，因此既会产生二氧化碳，也会造成中央山谷的空气污染。

支持氢经济

不像焚烧会将污染物释放到空气中，InEnTec的过程会在熔融玻璃中捕捉有害元素，同时产生一种被称为合成气的有用原料燃料，可以转化为乙醇、甲醇和氢气等燃料。“这是一个非常干净的过程，”Surma说。

氢是InEnTec的主要产品重点，该公司希望在全国各地生产廉价的、燃料电池级的氢——这项工作可以支持氢燃料电池驱动的电动汽车的扩大使用。“我们认为这是一个巨大的机会，”苏玛说。

目前99%的氢来自化石燃料，而InEnTec可以从任何废弃物中产生氢。而且它的工厂占地面积小——一般只有半到两英亩——几乎可以在任何地方生产氢气。Surma补充道:“你减少了垃圾的运输距离，并将其转化为一种几乎零碳的燃料。”他解释说，InEnTec工艺本身不会产生直接排放。

InEnTec公司已经在俄勒冈州建立了一座工厂，将利用废弃物和生物质为西北市场生产燃料电池级氢。该工厂有潜力每天生产1500公斤氢，大约足以为2500辆汽车提供每天平均通勤所需的燃料。

“我们可以以非常低的成本生产氢气，这是与汽油竞争所需要的，”Surma说。

回收的塑料

InEnTec的另一项举措则着眼于塑料回收，其面临的复杂性如薯片袋所示。不同等级的塑料有不同的化学成分，不能简单地熔化在一起制造新的塑料——这就是为什么今天在美国只有不到10%的塑料垃圾被回收，Cohn说。

InEnTec公司用所谓的“分子回收”解决了这个问题。“我们与一些化学公司合作，追求塑料的循环性(用旧塑料制造新塑料)，因为我们的技术使我们能够回到分子，塑料的原始形式，”Surma解释说。

最近，InEnTec与一家大型汽车撕碎公司合作处理塑料垃圾。Surma说:“我们可以将这些材料回收成分子，用于制造新的仪表盘、座椅等。”他指出，目前回收汽车产生的废弃物中有40%至45%是塑料。“我们认为，这将是我们未来业务中非常重要的一部分。”

InEnTec公司的技术也被用于回收塑料以清洁环境。值得注意的是，在一艘船上部署了一个小型装置来处理海洋塑料。Surma承认，这个项目可能需要补贴，因为InEnTec的商业模式依赖于废物处理付款。然而，它说明了InEnTec可以解决的项目范围，并表明——在大的和小的方面——InEnTec正在防止垃圾填埋。

科恩说:“我们最初在医疗和危险废物上投入了大量精力，因为我们有更多的钱来处理这些废物。”但他强调，团队一直有更大的雄心。“我们现在的目标是吸引更多的顾客，他们相信环保的产品更有价值。我们花了很长时间才走到这一步。”

本文发表在2020年秋季版的《能源未来》上。