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德國綠能實踐 逆滲透鹽水電池.牛糞發電供暖

記者 王德愷 報導
發佈時間:2023/07/07 19:53
最後更新時間:2023/07/10 10:56

以貴金屬為原料的電池,相關的回收與汙染問題,眾所周知。市面上儲電裝置百百種,有沒有便宜又環保的電池呢?德國一個工業大學的新創團隊,就從海水淡化工程得到靈感,靠科技或工程專業人員達到,德國許多農村已經開始用合作社形式,生產生質能源,一個只有兩百人的畜牧業小鎮,依靠牛開發出利用滲透原理運作的鹽水電池,並改善過去類似概念產品高價又不穩定的缺點。環保及綠能的目標,其實並非只能依糞發電,每年減排450噸二氧化碳,8年前就達到冬季暖氣完全「能源獨立」的目標。

圖/達志影像美聯社

德國HOPES公司技術顧問 霍夫曼:「鹽水有兩大優點,它是永續的,地表3分之2被鹽水(海水)覆蓋。成本上很划算,(設備)尺寸可以擴展,您也看到了,我們需要的只是個簡單水箱。」

 

水箱、管線、看來不昂貴的設備,再加上超市就有的含碘鹽,一切看來真的簡單。鹽水發電這個點子並不新鮮,過去幾年從電動跑車到手機充電器,都有人應用,也都停留在高價、概念產品。德國一家新創公司的工程師們,想讓「鹽水發電」成為真能打入市場、夠平價、夠普及的商品,靈感來自他們過去在中東做海水淡化工程的經驗。

德國HOPES公司研發者 阿貝德:「當時我想,好吧,為何不能用海水淡化原理,來做儲能設備?在中東或其他沒水的國家,你要怎麼做海水淡化?用一張薄膜做反滲透,所以當時我說,好呀,就用它來當儲能設備的基礎。」

這家新創公司的名稱,就是英文的「混合滲透能量儲存幫浦」(HYBRID OSMOSIS PUMP ENERGY STORAGE)。兩箱濃度不同的鹽水中間放上特殊薄膜,依據滲透原理,水會往鹽分濃度高的水箱流,但薄膜會擋下鹽份,只讓水通過。若要違反滲透原理逆向操作,就需要額外的電力推動水,從高鹽度水箱流往低鹽度水箱。
 

德國HOPES公司技術顧問 霍夫曼:「因為我們就需要一個封閉系統,水箱,頂部(蓋子)和底部。」

德國的風力與太陽能發電場不少,天氣變化綠電生產過多時,就用額外的綠電,推動反滲透原理操作。以後需要用電,只要讓鹽水電池再進行正常滲透作用,水的流動就推動渦輪機發電。這樣的鹽水電池,確實不需要昂貴金屬材料,汙染少得多,但也可能有危險。

德國HOPES公司技術顧問 霍夫曼:「當然啦,如果水箱漏水,你家(庭院)就不會再長草了,鹽分(進土壤)含量相對變高,不過這也是唯一的危機。(鹽水電池)它內部沒有化學作用,存水再久也沒有生物降解的問題,這是大優點。冬天也能使用,如果鹽分夠高,鹽水也不會結凍。」

幸好研究團隊有立刻申請專利,這個成本便宜到驚人的研究結果,已經引起市場注意,每週都有數十個來自世界各地的廠商詢問。但有鑑於過去挪威也有類似產品,卻因為細菌聚集在滲透膜上而宣告失敗,因此他們耗資上萬歐元繼續實驗,要做出全密閉鹽水電池系統,預計2025年才會上市。

德國HOPES公司技術顧問 霍夫曼:「到那時我們仍然要做到,需要去證明的,就是系統的效率與穩定性。」

低價或簡單的點子,也有可能成功,德國一個畜牧業小鎮瓦爾斯托夫(Wahlstorf),只有兩百位居民,靠著實驗精神與執行力,八年前就達到全村不用繳暖氣費的目標。

瓦爾斯托夫供暖天然氣合作社董事 馬爾茲(2022.10):「我們把奶牛帶回這裡,一個牛棚大約有500頭牛,牠們的糞便就運到這處。」
 


飼料殘渣也與牛糞一起,儲藏在含有細菌的大槽內,缺氧環境下這些細菌開始分解牛糞,產生沼氣,經過純化處理再推動發電機生電。在這個牛隻比人多的小鎮,這些以牛糞為原料的電力,都輸入公共電網,冬天時可為建築物的暖氣供電。

瓦爾斯托夫供暖天然氣合作社主席 西萊克斯(2022.10):「我們一年省下200噸的暖氣燃料,也減排450噸二氧化碳。」

原本頂多是肥料的牛糞,現在成為實實在在的減碳省錢好幫手。當地85%的房屋,都將暖氣管線連接到「牛糞公用電網」,冬天不用再繳暖氣費。像這樣的農村合作社,在德國並不少見。

瓦爾斯托夫供暖天然氣合作社主席 西萊克斯(2022.10):「我們也是後來才知道,牛糞發電益處多多。」

 
烏俄開戰後整個歐洲都陷入能源焦慮,德國農村的各種生質發電嘗試,集合眾人之力執行,從小地方開始累積,才能讓綠電綠能發揮效益,完成「能源獨立」的目標。

 

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#鹽水#電池#牛糞發電

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