每天将有200吨火鸡内脏被运走，转化为各种有用的产品，包括600桶轻质原油。
在费城的一个工业园区里，有一台新机器，几乎可以将任何东西转化为石油。
真的。
“这是解决人类面临的三大难题的方案，”建造这家试验工厂并在密苏里州刚建成第一家工业规模工厂的 Changing World Technologies 公司董事长兼首席执行官布莱恩·阿佩尔 (Brian Appel) 说，“这个过程可以处理世界上的废弃物。它可以补充我们日益枯竭的石油供应。而且它可以减缓全球变暖。”
一位记者在寒冷的黎明中颤抖着说，恕我直言，但这听起来好得不像真的。
“每个人都这么说，”阿佩尔说。他是一位高大和蔼的企业家，他组建了一个由科学家、前政府领导人和财力雄厚的投资者组成的团队，开发和销售他称之为热解聚过程 (TDP) 的技术。该过程旨在处理几乎所有可以想象的废弃物，包括火鸡内脏、轮胎、塑料瓶、港口疏浚的淤泥、旧电脑、城市垃圾、玉米秸秆、纸浆废水、传染性医疗废弃物、炼油厂残渣，甚至炭疽杆菌孢子等生物武器。据阿佩尔称，废弃物从一端进去，从另一端出来则变为三种产品，所有这些产品都具有价值且对环境无害：高质量的石油、清洁燃烧的天然气和可用于燃料、肥料或制造特种化学品的纯化矿物质。
与其他固液燃料转化过程（如玉米淀粉转化为乙醇）不同，这种方法几乎可以接受任何碳基原料。如果一个175磅重的人掉进一端，他会从另一端出来，变成38磅的石油、7磅的天然气和7磅的矿物质，以及123磅的消毒水。虽然没有人计划将人放进热解聚机器，但人类亲密的产物可能会成为主要的原料。“我们没有理由不能将污水，包括人类排泄物，转化为优质石油，”项目顾问工程师特里·亚当斯 (Terry Adams) 说。因此，费城市正在与 Changing World Technologies 公司讨论，以开始这样做。
“潜力是不可思议的，”能源研究小组 Gas Technology Institute 的高级化学工程师迈克尔·罗伯茨 (Michael Roberts) 说。“你不仅在清理废弃物；你还在谈论在全球范围内分布式生产石油。”
“这不是一个渐进的变化。这是一个巨大的新步骤，”Paladin Capital Group 的风险投资家、前贝尔实验室主任阿尔夫·安德烈亚森 (Alf Andreassen) 表示同意。
安德烈亚森和其他人预计，世界上大部分农业、工业和城市废弃物有一天可能会进入散布在全球各地的热解聚机器。如果该过程像其创造者所声称的那样有效，那么不仅大多数有毒废弃物问题将成为历史，进口石油也将成为历史。仅仅将所有美国农业废弃物转化为石油和天然气，每年就能产生相当于40亿桶石油的能量。2001年，美国进口了42亿桶石油。谈到美国对动荡的中东石油的依赖，前中央情报局局长、Changing World Technologies 公司的顾问R·詹姆斯·伍尔西 (R. James Woolsey) 说：“这项技术提供了一个摆脱这种状况的开始。”
但首先。今天，在费城海军商业中心的工厂里，实验原料是火鸡加工厂的废弃物：羽毛、骨头、皮肤、血液、脂肪、内脏。一辆叉车将1400磅的这些恶心物质倒入机器的第一阶段，一个350马力的研磨机将其咀嚼成灰褐色浆液。从那里，它流入一系列罐和管道，这些罐和管道随着加热、消化和分解混合物而嗡嗡作响。两小时后，一名身穿白大褂的技术人员转动水龙头。蜂蜜色的液体倾泻而出，在寒冷的仓库中冒着热气，填满了玻璃烧杯。
这确实是一种可爱的油。
“最长的碳链大约是C-18，”阿佩尔欣赏着液体说，“这是一种非常轻的油。它本质上与一半燃料油、一半汽油的混合物相同。”
投入4000万美元开发该过程的私人投资者并不是唯一感到印象深刻的人。联邦政府已拨款超过1200万美元用于推动这项工作。“我们将能够以每桶8到12美元的价格生产石油，”该过程的发明者保罗·巴斯基斯 (Paul Baskis) 说，“我们将能够转向碳水化合物经济。”
从碳氢化合物废弃物中制造石油和天然气是地球很久以前就掌握的诀窍。大多数原油来自单细胞植物和动物，它们死亡，沉入海底，分解，并被滑动构造板块挤压，地质学家称之为俯冲过程。在压力和热量下，死亡生物的由氢、氧和碳分子组成的聚合物长链分解成短链石油碳氢化合物。然而，地球需要很长时间才能完成这个过程——通常是数千年或数百万年——因为地下热量和压力变化是混乱的。热解聚机器通过精确地将热量和压力提高到足以打破原料长分子键的水平来加速这个过程。
许多科学家曾尝试利用废弃物将有机固体转化为液体燃料，但他们的努力效率低下。“这些方法中的大多数问题在于，它们试图一步完成转化——将材料过热以驱除水分并同时分解分子，”阿佩尔说。这导致能源浪费，并可能使有害物质污染成品。非常潮湿的废弃物——世界上大部分废弃物都是潮湿的——尤其难以高效处理，因为驱除水分需要大量的能量。通常，所得石油或天然气中的热值几乎不超过制造这些物质所需的能量。
这就是居住在伊利诺伊州兰图尔的微生物学家兼发明家保罗·巴斯基斯在20世纪80年代末面临的挑战。他说他“突然产生了灵感”，想出了如何改进另一位发明家废弃物改造过程的基本思想。“我看到的原型生产的是一种重质、燃烧过的油，”巴斯基斯回忆道。“我起草了一项改进并提交了第一批专利。”他花了20世纪90年代早期吸引投资者，并于1996年遇到了前大宗商品交易员阿佩尔。“我看到了这可能带来的前景，并接管了专利，”阿佩尔说，他与天然气技术研究所 (Gas Technology Institute) 建立了合作关系，并于1999年建成并投入运行了一个示范工厂。
阿佩尔说，热解聚对于复杂的原料，如火鸡内脏，已被证明具有85%的能源效率：“这意味着原料中的每100英热单位，我们只需使用15英热单位来运行这个过程。”他认为，对于相对干燥的原材料，如塑料，效率甚至更高。
那它是如何运作的呢？在费城寒冷的仓库里，阿佩尔大手一挥指向这套设备，它看起来出奇地低技术：一堆缠绕的压力容器、管道、阀门和热交换器，最终连接到储罐。它类似于新泽西州收费公路两侧绵延至地平线的炼油厂，在某种程度上，它也确实是炼油厂。
阿佩尔大步走向一个20英尺长、3英尺宽、高度绝缘并缠绕着电加热线圈的银灰色压力罐。他敲了敲罐壁。“我们工艺的主要区别在于，我们让水成为朋友而不是敌人，”他说。“其他工艺都试图排出水。我们则在这个罐子里，通过加热和加压，将水注入材料内部。我们让材料超级水合。”因此，温度和压力只需适中，因为水有助于将热量传递到原料中。“我们所说的温度是华氏500度，压力约为600磅，适用于大多数有机材料——这完全不极端，也不耗能。而且烹饪时间相当短，通常大约15分钟。”
一旦有机汤在反应器容器中加热并部分解聚，第二阶段就开始了。“我们迅速将浆液降至较低的压力，”阿佩尔指着一系列分叉的管道说。快速减压释放了浆液中约90%的游离水。通过减压脱水比加热和煮沸水分在能量消耗方面要便宜得多，尤其是在没有热量浪费的情况下。“我们把闪蒸出的水送回那里，”阿佩尔指着一条通向工艺起点的管道说，“以加热进入的物流。”
在此阶段，矿物质——在火鸡废弃物中，它们主要来自骨头——沉淀出来并被转移到储存罐中。富含钙和镁的干燥棕色粉末“是一种完美的均衡肥料，”阿佩尔说。
剩余的浓缩有机汤涌入第二阶段反应器，类似于将石油精炼成汽油的焦炉。“这项技术和古老的山丘一样古老，”阿佩尔咧嘴笑着说。反应器将汤加热到大约900华氏度，以进一步分解长分子链。接下来，在立式蒸馏塔中，热蒸汽上升，冷凝，并从不同高度流出：气体从塔顶流出，轻油从上中部流出，重油从中部流出，水从下中部流出，以及用于制造轮胎、过滤器和打印机墨粉的粉状碳从底部流出。“天然气运输成本高昂，所以我们在工厂现场使用它来为工艺提供热量，”阿佩尔说。石油、矿物质和碳则出售给出价最高者。
根据原料以及烹饪和焦化时间，该过程可以进行调整，以生产其他可能比石油更有利可图的特种化学品。例如，火鸡内脏可以用来生产用于肥皂、轮胎、油漆和润滑剂的脂肪酸。聚氯乙烯（PVC）——用于房屋壁板、墙纸和塑料管的材料——可以产生盐酸，这是一种相对温和且具有工业价值的化学品，用于制造清洁剂和溶剂。“这就是让水成为朋友的妙处，”阿佩尔说。“水中的氢与PVC中的氯结合，使其安全。如果你焚烧PVC（在城市垃圾焚烧炉中），你会得到二恶英——剧毒物质。”
这里的技术人员已经花了三年时间将不同类型的废弃物投入他们的机器中，以制定配方。在工厂旁边的一个小拖车里，阿佩尔拿起一堆来自日本潜在客户的一加仑塑料袋。第一个袋子里装满了磨碎的电器，每块都不比豌豆大。“把一台电脑和一台冰箱扔进研磨机，这就是你得到的东西，”他说着摇晃着袋子，“那是PVC、木材、玻璃纤维、金属，各种东西混在一起。这个过程能很好地处理混合废弃物。”磨碎的电器旁边是一个装满城市污水的塑料桶。阿佩尔打开盖子，立刻后悔了。“哎呀，”他说，“太恶心了。”
实验表明，不同的废弃物流需要不同的烹饪和焦化时间，并产生不同的成品。“这是一个两步过程，根据你正在处理的物质，你在第一步或第二步中做得更多，”特里·亚当斯说。“对于火鸡内脏，你大部分工作在第一阶段完成。对于混合塑料，大部分分解发生在第二阶段。”油与矿物质的比例也各不相同。例如，塑料瓶会产生大量的油，而轮胎则会产生更多的矿物质和其他固体。到目前为止，亚当斯说，“我们尝试的任何原料都没有产生有害物质。”
“这个过程唯一不能处理的是核废料，”阿佩尔说，“如果它含有碳，我们就能处理。”
这座费城试验工厂每天只能处理七吨废弃物，但在向西1054英里的密苏里州迦太基，距离康阿格拉食品公司 (ConAgra Foods) 巨大的Butterball火鸡工厂约100码处，坐落着该公司第一座商业规模的热解聚工厂。这座耗资2000万美元的设施预计在近期上线，预计每24小时将处理超过200吨火鸡加工废弃物。
迦太基的北侧总是弥漫着感恩节的气味。在Butterball工厂，工人们每天宰杀、拔毛、预煮和包装3万只火鸡，空气中弥漫着煮沸禽类的独特气味。工厂参观揭示了大规模家禽加工的残酷现实。工厂内部，一条无休止的悬挂尸体链哗啦啦地经过手持刀具的工人，他们不断地宰割。工厂外面，一辆油罐车怠速停着，车顶装满了新鲜的火鸡血。多年来，康阿格拉食品公司一直将工厂的废弃物——羽毛、内脏和其他不可利用的部分——运到一家加工厂，在那里将其磨碎并干燥制成动物饲料、肥料和其他化学产品。但是，牛海绵状脑病，也称为疯牛病，可以通过回收饲料在牛群中传播，尽管在禽类中尚未发现类似的疾病，但监管机构对动物喂食动物的做法变得谨慎。在欧洲，这种做法对所有牲畜都是非法的。自1997年以来，美国已禁止将大多数回收的动物废弃物喂食给牛。最终，欧洲式疯牛病法规的出现可能会促使热解聚技术被广泛接受。“在欧洲，骨头堆积如山，”阿尔夫·安德烈亚森说，“当这个国家停止将废弃物回收为饲料时，一切都会改变。”
阿佩尔说，因为解聚是在分子层面分解物质，所以它是“销毁病原体的完美过程”。在一个湿漉漉的迦太基下午，他对着新工厂——一座由灰色和沙色建筑组成的朴素建筑——微笑着，仿佛它是他最喜欢的孩子。“这家工厂每天将生产10吨天然气，这些天然气将返回系统，产生热量为系统提供动力，”他说。“它将产生21,000加仑的水，这些水足够清洁，可以排放到市政污水处理系统中。病原体载体将完全消失。它将生产11吨矿物质和600桶石油，高质量的产品，与2号取暖油的规格相同。”他几乎不敢相信地摇了摇头。“太神奇了。环境保护局甚至不认为我们是废弃物处理商。我们实际上是制造商——我们的许可证就是这么说的。这个过程改变了整个工业格局。废弃物从成本变成了利润。”
他看着穿着工作服的壮汉们焊接和打磨着复杂的管道回路。由包括亿万富翁投资者沃伦·巴菲特之子霍华德·巴菲特在内的15名投资者和企业顾问组成的团队，穿梭于火花四溅、焊枪嘶嘶作响的工厂中，听着厂长唐·桑德斯 (Don Sanders) 的讲解。桑德斯是炼油行业的资深人士，他强调，一旦加压水被闪蒸掉，“这个过程就类似于炼油。设备、程序、安全系数、维护——所有这些都是成熟的技术。”
阿佩尔承诺，它将盈利。“我们在费城做了大量的测试，我们已经知道成本了，”他说，“这是我们第一家投产的工厂，我们估计石油成本为每桶15美元。在三到五年内，我们将降至10美元，与中等规模的石油勘探和生产公司持平。而且从那以后还会更便宜。”
“我们对此非常有信心，”巴菲特说，“我代表康阿格拉的投资。如果我们不期待成功，我们就不会这样做。”巴菲特并非孤身一人。阿佩尔已获得联邦拨款，用于在阿拉巴马州建造示范工厂，处理鸡内脏和粪便，以及在内华达州处理农作物残余物和油脂。此外，还在建设中的工厂包括在科罗拉多州处理火鸡废弃物和粪便，以及在意大利处理猪肉和奶酪废弃物。他说，第一代解聚中心将于2005年投入运营。届时，这项技术是否像其支持者所声称的那样神奇，应该会水落石出。
尤里卡
化学，而非炼金术，将火鸡内脏——内脏、皮肤、骨头、脂肪、血液和羽毛——转化为各种有用的产品。经过第一阶段的热压反应后，脂肪、蛋白质和碳水化合物分解为羧酸油，其由脂肪酸、碳水化合物和氨基酸组成。第二阶段反应剥离脂肪酸的羧基（一个碳原子、两个氧原子和一个氢原子），并将剩余的碳氢化合物链分解成更小的碎片，产生轻质油。这种油可以直接使用，或进一步蒸馏（使用背景中较大版本的台式蒸馏器）成更轻的燃料，如石脑油、汽油和煤油。该过程还产生主要来源于骨骼的肥料级矿物质和工业上有用的炭黑。
垃圾进，石油出
原料被送入研磨机并与水混合，形成浆液，然后泵入第一阶段反应器，在那里通过加热和加压部分分解长分子链。所得的有机汤流入闪蒸容器，在那里压力急剧下降，释放出部分水，这些水返回上游预热流入第一阶段反应器的物流。在第二阶段反应器中，剩余的有机物质受到更强烈的加热，继续分解分子链。所得热蒸汽随后进入立式蒸馏塔，将其分离成气体、轻质油、重质油、水和固体碳。气体在现场燃烧以产生热量为该过程提供动力，而无病原体的水则送往市政污水处理厂。油和碳则储存在储罐中，准备出售。
石油和煤炭公司的福音
人们可能会认为化石燃料公司会反对热解聚。如果这个过程可以用废弃物制造石油，为什么还要费力从地下开采呢？但转向完全基于废弃物再生的能源经济将是一个漫长的过程，需要建设数千座热解聚工厂。在此期间，热解聚可以使石油工业本身更清洁、更有利可图，行业研究机构天然气技术研究所的总裁兼首席执行官约翰·里尔丹 (John Riordan) 说。费城热解聚工厂的实验已将重质原油、页岩和油砂转化为轻质油、气体和石墨型碳。“当你精炼石油时，你会得到一种重质固体废弃物，这是一个大问题，”里尔丹说，“这项技术将把这些废弃物转化为天然气、石油和碳。它将完全融入现有基础设施。”
阿佩尔表示，热解聚的改进版本可用于将蒸汽注入地下油砂矿藏，然后在地表将其精炼成轻质油，从而使这种丰富但难以获取的资源变得更易利用。但煤炭行业可能成为热解聚最大的化石燃料受益者。“我们可以大幅净化煤炭，”阿佩尔说。迄今为止的实验表明，该过程可以从煤炭中提取硫、汞、石脑油和烯烃——所有这些都是可销售的商品——使其燃烧更热、更清洁。通过热解聚进行预处理还可以使煤炭更易碎，因此在燃煤发电厂燃烧前粉碎它所需的能量更少。
热解聚能减缓全球变暖吗？
如果热解聚过程如声称那样有效，它将清洁废弃物并产生新的能源。但其支持者认为它还可以遏制全球变暖，这听起来有些可疑。毕竟，燃烧石油会造成全球变暖，不是吗？
碳是大多数有机物质的主要化学成分——植物吸收它；动物吃植物，死亡并分解；植物再吸收它，如此循环往复。自工业革命以来，人类燃烧化石燃料已将大气中碳浓度提高了30%以上，扰乱了古老的循环。根据全球变暖理论，当以二氧化碳形式存在的碳在大气中积聚时，它会捕获太阳辐射，从而使大气变暖——有些人说，还会破坏地球的生态系统。
但如果全球转向热解聚技术，地下碳将保留在那里。文明世界的附带物——家畜和植物、建筑物、各种人工物品——将被视为临时的碳汇。在它们使用寿命结束时，它们将在热解聚机器中转化为短链燃料、肥料和工业原材料，准备好供植物或人类再次将它们转化为长链。因此，唯一使用的碳将是已经存在于地表的碳；它将不再危险地在大气中积累。“突然之间，整个建成世界都变成了临时的碳汇，”热解聚过程的发明者保罗·巴斯基斯 (Paul Baskis) 说，“我们将尊重自然的平衡。” — B.L.
