秋季树叶生产沼气以提供能源和减少温室气体排放的潜力

以柏林为案例研究，莱布尼茨农业工程与生物经济研究所(ATB)的科学家将落叶堆肥与其在沼气厂中的能量利用进行了比较。研究表明，在沼气厂回收预处理过的叶子不仅可以发电和产热，还可以显着减少温室气体排放。结果发表在《资源、保护和回收》杂志上。

由于其众多的公园区和行道树，柏林是欧洲最绿色的城市之一。然而，每年秋季，市政保洁人员必须满负荷工作，从首都近5,500公里的街道上收集约36,000吨树叶。这些叶子通常被堆肥，但这与大量的温室气体排放有关。关于不断上涨的能源价格，问题是产生的生物质是否不能更有利地用于生产沼气。

在一项比较研究中，莱布尼茨农业工程与生物经济研究所(ATB)的科学家分析了叶子的堆肥及其在沼气生产中的利用，同时还考虑了通过青贮等对叶子进行的预处理。对于这些情景中的每一个，温室气体排放和能源生产潜力都是使用生物资源利用影响(BIORIM)模型确定的。

为了计算温室气​​体排放量，该研究除其他外考虑了植物在生长过程中的碳同化(作为基于每种叶片类型的有机碳含量的负CO2排放量)、不同叶片种类占总量的比例，叶片密度，以及依赖燃料的机械的使用，例如吹叶机和清扫机。这些机器的制造和操作产生的排放也被考虑在内。

总体比较表明，沼气情景在温室气体排放方面的表现明显更好，每吨叶子-140.1kgCO2-当量和-167.4kgCO2当量每吨预处理叶子，分别比堆肥49.0kgCO2当量在沼气反应器中发酵预处理过的叶子也导致每吨原料的最高能量产量。防止叶子快速腐烂的措施，例如青贮或快速喂入消化池，导致净排放量降低和能源产量增加。

叶子产生的沼气，类似于家庭生物垃圾产生的沼气，可用于热电联产厂发电和供热，或输送到当地燃气网以替代化石天然气：约7.5吨预处理过的叶子可以覆盖一个人年平均用电量。

“树叶作为沼气生产的原材料，可以在一定程度上促进城市地区的能源供应。由于其众多的绿地和行道树，柏林尤其是欧洲最具潜力的生物质能源之一，”说UlrichKreidenweis博士是ATB生物经济系统建模工作组的负责人，也是该研究的合著者。

“在进一步的情景评估中，必须阐明使用城市地区的落叶层生产沼气在经济上是否可行。例如，根据叶片发酵要求对沼气厂进行改造可能会涉及相当大的成本，”Kreidenweis解释。