垃圾能源比垃圾填埋场更清洁环保，但挑战仍然存在
虽然垃圾能源（EfW）被广泛认为是比垃圾填埋场更清洁的选择，但最近研究显示，一些设施每单位发电量产生的碳排放量大于燃煤电厂。
蒙纳士大学发表在《自然》子刊《能源》杂志上的一项研究发现，垃圾能源面临的主要挑战是：垃圾中得塑料含量在不断提升，使得碳排放量不断增加，而与此同时，EfW工厂的能源转换效率未得到充分的提升和改进。
为什么一些EfW工厂仍然会产生出更高的排放量呢？因为与有机垃圾相比，塑料含量高的垃圾在高温燃烧时会释放出更多的CO₂。在垃圾分类不普及的地区，EfW工厂无法专注于燃烧不可回收的有机材料，最终都会碰到需要燃烧塑料垃圾的情况，从而导致更高的排放。此外，那些年代较早的EfW设施使用了效率较低的技术，将垃圾转化为能源的效率不高，同时仍排放出大量的CO₂。
蒙纳士的研究人员分析了20多年来中国近600个EfW工厂，近年来这些工厂迅速扩张，到2020年每天能处理70万吨垃圾。研究发现，EfW有助于减少垃圾填埋场的排放量，但随着垃圾组成的变化和技术的进步，各个工厂的效率出现了明显分化。包括澳大利亚在内的许多大城市都面临着类似的垃圾挑战。为了减少对垃圾填埋场的依赖，澳大利亚一直在开发EfW工厂，如澳大利亚西部地区的奎那那和东罗金汉的工厂。
这项研究表明，如果城市能够改善垃圾分类情况，并投资建立一些更现代化的设备，可以将EfW排放减少一半，到2060年更接近天然气的能源清洁等级。
“垃圾能源在未来大有可为，但仍有改进的空间。”来自蒙纳士大学的自然、城市和人类（NUH）实验室的Jenny Zhou博士说，“在塑料垃圾含量更高和技术更新较慢的地区，EfW工厂的效率也更低，会产生更高的排放量。”
该研究的合著者Ben Liu是土木与环境工程系的博士生，他说中国拥有世界上最大的EfW生产能力，并在持续扩张中。“中国EfW的一个主流趋势是塑料含量的上升，这导致碳排放增加。这一挑战可以通过改善垃圾分类和回收利用来缓解。” Liu先生说，“中国EfW的另一大挑战是，在能源转换效率方面，EfW发电厂的发展落后于传统发电厂。需要精心设计的政策来鼓励厂家采用先进设备。”
Liu先生表示，澳大利亚有更成熟的垃圾分类方法——其垃圾能源的发热量与欧洲相当，且可能是中国的两倍。他说：“如果澳大利亚用先进的设备建造EfW工厂，我们就能利用这些经验，在能源、环境和可持续性之间创造良好的平衡。”
土木与环境工程系副主任Victor Chang教授说，数据显示，虽然中国的EfW工厂取得了巨大的进步，但仍有提高效率的潜力。他说：“我们已经制定了一条发展蓝图，用更好的垃圾分类方式和设备的升级双管齐下，对EfW工厂进行优化和升级。该蓝图的关注点是通过改进垃圾分类和现代化技术提高效率，优化能源回收再利用，并减少EfW工厂的温室气体排放。”
Chang 教授表示，中国的EfW研究突出了其双重作用，它既是一种更环保的垃圾管理解决方案，又是电力供应的一个组成部分。他说：“为了确保EfW成为全球主要城市的城市化进程中可持续发展的一部分，它的发展必须与清洁能源目标达成谨慎平衡，防止出现用一个高排放源代替另一个的现象。”
推荐的方法包括：
●改进垃圾管理链中的垃圾分类，并为不同属性的垃圾设计适当的终端处理。
●提高能源转换效率，尽管这会导致初始成本较高，却能提供更大的长期效益。
●在可实行的情况下，实施碳捕获，因为EfW已被证明是潜在的适合碳捕获、利用和存储（CCUS）的平台。
蒙纳士的研究人员正在推进多种技术，以提高EfW的效率和可持续性。他们已经开发出了高度先进的机器人AI，可以对密集堆积的建筑垃圾进行分类——它甚至可以识别和筛选出微小的石棉颗粒。这项技术正在使用机械臂技术进行模拟试验，研究人员希望它能吸引到投资的青睐，提高澳大利亚垃圾分类和回收效率。它采用人机交互界面，对用户很友好，可以集成到现有的回收设施中。
他们还开发出创新的能源优化方法，能够更好地利用传统汽轮机的余热，提高能源转换效率。此外，他们正在致力于碳捕获、利用和存储（CCUS）解决方案，以减轻排放和应对气候变化的挑战。为了进一步加强EfW的运营，蒙纳士的研究人员还在利用AI驱动的工艺优化和数字孪生技术，提高垃圾分类和处理的透明度和问责制。
