宝马在美国推“牛粪发电” 可为电动汽车提供能源补充

牛屁里包含二氧化碳和甲烷，一头550公斤的牛每天能排出800到1000升的气体，其中的甲烷含量可达300升。如果通风不畅，可能会引发爆炸。2014年，德国的一家农场就因通风不良造成90头奶牛的尾气过量，累计发生爆炸事故。

天然气和煤炭、石油一样，也是一种化石能源。当3亿年前的一群浮游生物沉入海底，它们的尸体在微生物的作用下分解腐烂，被淤泥和沙石层层覆盖，在几百万年的时间里越陷越深，极高的压强和温度摧毁了碳基生物的最后一丝倔强，生命遗迹里长长地碳链被击碎，形成更短的碳链，直到他们的镜头只有一个碳原子的甲烷。

这些甲烷被封印在煤矿和岩层的空腔或缝隙里，经过开采和一系列加工手段，最终输送到你的使用终端厨房。当你每次打开燃气灶，煮上一包泡面，都是史前生物横亘3亿年的沧海桑田。而这份温度牛也很可以给你，牛的消化系统包含瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃，都可以拿来做菜。当牛囫囵吞下一筐草，草料会先进入瘤胃保存，等到时间充裕时再倒嚼回来，细细咀嚼，进入蜂窝状的网胃时，粗大的食物和杂质被过滤，细碎的食物得以进入半未经过挤压吸收水分后，高浓度的时将进入皱胃，这是唯一分泌胃酸的部位，与人的为相对应。

而甲烷产生的主要部位是瘤胃，容积可达100升，相当于一辆SUV的油箱。这里寄生着大量微生物，可以消化草料中的纤维素，这是人类只能艳羡的功能。其中的产甲烷菌在分解食物的同时产生大量甲烷，经由打嗝或放屁排出体外。根据一份2014年的专利文件，牛皮可以经由一种吸附在牛屁股上的装置收集，经由一个气体流量阀存于上方的气囊中，中间贴心的留了牛尾巴的出口，底部收集的牛粪可以制作沼气。如此物尽其用，牛知道了也难免感动。

存屁虽好，但这个装置还是有缺陷，他收集不了牛的嗝儿。一头牛排放的气体中有95%是通过打嗝的方式排出体外。用这个装置收集甲烷无异于丢了西瓜捡芝麻。怎么办？方法还是有的，可以从问题的源头直接下手，需要先在牛身上开一个洞，将软管的一头直接接入流胃，你甚至可以从外部直接看到胃里的样子，数百升的甲烷每天从这里源源不断地产生。管道的另一头接入牛背上的气囊，接口处需要使用单向阀门，防止牛屁倒灌进入瘤胃。气囊形似背包，因此这套装置也被称为牛屁背包。这样大小的背包在两到三个小时内就可以被填满，只有简单的过滤后就可以直接被点燃，用作烹饪牛肉或制作奶酪的能量来源。

当牛驮着这样一个背包吃草的时候，心情不言而喻。虽然这是一个难以规模化量产的方案，它目前的研究价值超过实用价值，远不能作为我们获取天然气的主要来源，但它的存在却意外地填补了牛这种牲畜被人类所利用的最后一环。牛可能是唯一一种从内到外、从头到尾、从皮到脚都在为人类创造价值的动物，甚至他的名字本身也被赋予了多层次的文化内涵。即使是牛粪也是一种宝贵的可再生能源牛尿在印度甚至被做成饮品，唯独牛屁没有被充分利用，牛屁背包让我们和牛的关系又多了一种可能。

在地球上，我们都知道温室气体的排放是来源于工业的发展，然而这对我们地球来说不是一个好事情，太多不仅植物吸收不完，还会导致我们大气的温度上升，从而导致更多的连锁效应产生。而就是因为这些问题的产生，所以不少的科学家都在不断地提出“清洁能源”等问题，例如：太阳能，风能等问题。

而在科学中，还有一个东西可能非常的熟悉，但是不知道它的用处居然这么大，那就是“牛粪”，“牛粪”可以说是太常见的，并且在我们农村几乎每个村都有，耕田耕地是需要它的，虽然属于如今是机械化时代，但是也有很多地区不能使用。

所以说牛的出现属于正常的，那“牛粪”的用处到底有多大用处呢？根据日本东京大学的农业科学家宣布，他们发现了一种能够用于生产汽油的新资源——“牛粪”，看到没，“牛粪”可以变成汽油，所以说这真的是一个大发现，这功能还是不小，牛粪作为牛的排泄物，其实用途还是不少，并不仅限于科学家们如今的发现，根据科学报告指出，牛的排泄物可以建沼气池，生产有机肥，生产双孢菇，养蚯蚓等，所以说可以变“粪”为“宝”的情况还是较多，那来看看这个牛粪“变汽油”是如何做到的。

根据日本东京大学科学研究小组称，他们是通过使用高压和加热的技术来实现的，并且在参与这个实验的时候，已经能够成功地从“每3.5盎司的牛粪中提取出0.042盎司的汽油”，当然这个数据看上去非常的少，但是很明显已经不低了。

科研人员将牛粪放进一个容器，再向其中加入了几种金属催化剂，然后对容器实施高温和高压，最终成功提取出了少量的汽油，不过很遗憾的是，科研人员没有透露所使用的金属催化剂究竟是哪几种，所以说其他人想要方法，暂时可能还不行，这算是一项独立研究吧。

当然，这个公开说明的时候是在2006年的时候就出现了，但是如今似乎也没有多少国家在利用和说明这个事情，但是这确实是一个不错的研究，可能也暂时只有日本在投入这个方式运行。当然确实在牛粪中提取汽油的做法还是很少听到，或者说根本大家都没听到过，在以前只有说提取香兰素的，日本科学家能够找到这种提取汽油的方法还是不容易。

日本作为自然资源极其匮乏的国家，所需的石油和天然气等资源几乎全部需要进口。如果这方面取得了一定成就，那么还是一个解决能源的问题。

所以说，科学真的重在研究，日本科学家的这个成就如果全球公开方式了，那么也会带来很大的经济效应，并且同时还能够降低一些污染问题的出现，这很不错。在如今的地球上，油可以说是最为“值钱”的产物，因为太稀缺了，并且人类每天的使用是远远不够不够“再生”能力的，当然如今对于油是不是可再生资源，暂时也不知道，科学界也还是在争议之中，但是对于这个研究发现来说，是一个好消息就行。

可再生能源有：

1、水能

水能是清洁能源，是绿色能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。这种可再生能源主要用于水力发电。水力发电将水的势能和动能转换成电能。另外，磨坊也是采用水能的好例子。

2、风能

人类已经使用了风力几百年了。如风车，帆船等。风能是空气流动所产生的动能，是太阳能的一种转化形式。风能利用是综合性的工程技术，通过风力机将风的动能转化成机械能、电能和热能等。

3、太阳能

自古人类懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。而在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，可以利用光热转换和光电转换两种方式，如太阳能发电。另外，广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。

4、地热能

人类在很早以前就开始利用地热能，例如利用温泉沐浴、医疗，利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖，以及烘干谷物等。

5、海洋能

海洋能，就是利用海洋运动过程来生产的能源。这种能源包括潮汐能、波浪能、海流能、海洋温差能和海水盐差能等，比如一些沿海国家的海岸线，就可以用海洋能来进行潮汐发电。

6、生物质能

生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量。这些植物以生物质作为媒介储存太阳能。许多的植物都被用来生产生物质能，包括了芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和沼气（甲烷）牛粪等。当前较为有效地利用生物质能的方式有： (1) 制取沼气。(2) 利用生物质制取酒精。只是生物质能所占比重微乎其微。

燃料电池汽车和卡车仅占美国清洁能源车辆市场的很少一部分。这种情况很大程度是因为：该类车辆的销售地区本就不多，而销售地区之一加州的氢燃料站数量有限。为解决这个问题，丰田正在建造提取设施，大量生产零排放燃料。该设施是此类首个，生产的虽然是清洁燃料，使用的倒是不太干净的原料——牛粪。

丰田生产Mirai轿车，尺寸与凯美瑞相当，采用燃料电池。该公司还在洛杉矶港运行氢燃料电池卡车。周四，丰田在洛杉矶车展上表示，正在长滩港建造一座可再生氢燃料提取设施。该设施利用奶牛粪便释放的甲烷，每天可生产1.2吨燃料，形成2.35兆瓦电力。丰田表示，该设施是第一家“Tri-Gen”兆瓦级、100%可再生提取设施，将满足港口设施物流工作的所有能源需要。该港口接收日本出口至美国的丰田汽车。

氢的储量丰富，能量密度高，是一种很有吸引力的清洁燃料。但是，这种燃料的发展也面对着挑战：如何想要一方面制取氢燃料，一方面又不产生碳排放；如何利用高压将其压缩；如何将其提供给车辆使用。结果，很多汽车厂商没有将其作为近期的选项，而是选择电池作为动力来源。多年来，特斯拉汽车CEO埃隆·马斯克也对氢燃料电池进行了尖锐批评。马斯克已经成为汽车氢燃料电池的对手。

目前，加州有31个车辆用氢燃料站，其中多个得到了丰田的财务支持。同时，加州正与壳牌公司和本田合作，开设更多站点。通用汽车和本田也在燃料电池能源系统方面达成商业合作伙伴关系。未来几年内，此类系统将陆续推出。

这种畜禽粪污处理方式的优势在于粪污收集、处理、储存设施成本低，畜禽粪污中的有机物得以全量收集，养分利用率高。但是粪污储存周期一般要达到半年以上，占地面积大，需要大量土地建设氧化塘及储存设施，并且需要配套专业化的施肥机械、农田施用管网、搅拌设备等辅助设施；另外，对于远距离运输的养殖场，粪污运输费用高、污染道路，所以这种方法只能在一定范围内使用。

（2）粪便堆肥：以养殖厂的固体粪便为主，经过高温好氧堆肥无害化处理后，进行农田利用或生产有机肥。需配套固液分离机对畜禽粪污进行初步加工，长时间高温好氧发酵后，畜禽粪污生成相对干燥的有机肥，养殖场可以进行有机肥销售或还田利用，这种处理方法包括条垛式、槽式、筒仓式、高（低）架发酵床、异位发酵床。

这种畜禽粪污处理方式的优势在于好氧发酵温度高，粪便无害化处理较彻底，发酵周期短，发酵过程中不产生臭气，堆肥处理提高粪便的附加值。但是同样需要基础建设及固定场地进行发酵，这种方法多用于牛粪、鸡粪、羊粪等污水产量较少的养殖厂，对于水泡粪等污水产量大的养殖场则需要另外加入污水处理系统。

（3）粪水肥料化：这种方式通常和粪污全量还田方式搭配使用，养殖场产生的粪水经氧化塘处理储存后，在农田需肥和灌溉期间，将无害化处理的粪水与灌溉用水按照一定比例混合，进行水肥一体化施用。

这种畜禽粪污处理方式的优势在于粪水进行氧化塘无害化处理后，可以为农田提供有机肥水资源，解决粪水处理压力。但是无论在发酵阶段还是氧化塘发酵储存阶段还是水肥一体化施用阶段，都需要消耗大量的土地作为配套支撑，并且需配套建设粪水输送管网或购置粪水运输车辆，对于采用这种方式的养殖场，远距离的粪水运输，无论是从上路运输还是高额的运输费用，都成为了新的问题。

（4）粪污能源化：对畜禽粪污进行收集，建设大型沼气工程，进行厌氧发酵，最终产生沼渣、沼液、沼气，利用沼气发电或提纯生物天然气，沼渣生产有机肥农田利用，沼液农田利用或深度处理达标排放。

这种处理方式主要以专业生产可再生能源为主要目的，依托专门的畜禽粪污处理企业，收集周边养殖场粪便和粪水，对养殖场的粪便和粪水集中统一处理，减少小型养殖场粪污处理设施的投资；专业化运作，能源化利用效率高。但是这种方法一次性投入成本很高，能源产品利用难度大沼液产生量大集中,处理成本较高,需配套后续处理利用工艺。目前多见于大型规模养殖场或养殖密集区,具备沼气发电上网或生物天然气进入管网条件,需要地方政府配套政策予以保障。

二、采用清洁回用模式处理畜禽粪污

（5）粪便基质化：主要以畜禽粪污、蘑菇菌渣及农作物秸秆等有机物作为原料,进行堆肥发酵。利用畜禽粪污、蘑菇菌渣、农作物秸秆三者结合,生产基质盘和基质土应用于栽培水果蔬菜等经济作物。实现农业生产链零废弃、零污染的生态循环生产,形成一个有机循环农业综合经济体系,提高资源综合利用率。

这种畜禽粪污处理方式生产链较长,精细化技术程度高,要求生产者的整体素质高,培训期实习期较长，对于生态农业企业及生态农场更为适用。

（6）粪便垫料化：这种处理方式可以说是奶牛场的专属，基于奶牛粪便纤维素含量高、质地松软含水量少的特点,先将奶牛粪污固液分离,然后对固体粪便进行高温好氧堆肥发酵，发酵完成的牛粪就可以作为牛床垫料使用,污水贮存后也可以作为肥料进行农田利用。

这种畜禽粪污处理方式用牛粪替代了传统的沙子和土作为垫料,不仅可以节省奶牛场的运营成本，更为松软舒适的牛床垫料还可以增加奶牛的卧床时间，提高奶牛的产奶量，采用这种方法一定要注意牛粪中病虫害的杀死率，作为垫料如无害化处理不彻底,则会存在一定的生物安全风险。

（7）粪便饲料化：这种方法的“饲料化”并不针对于畜禽粪污本身，而是将在畜禽养殖过程中的干清粪与蚯蚓、蝇蛆及黑水虻等动物蛋白进行堆肥发酵,生产有机肥用于农业种植,发酵后的蚯蚓、蝇蛆及黑水虻等动物蛋白用于制作饲料等。

这种畜禽粪污处理方式改变了传统利用微生物进行粪便处理的理念,可以实现集约化管理,成本低、资源化效率高,无二次排放及污染,实现生态养殖。但实际操作复杂，动物蛋白饲养对于养殖环境的温度、湿度、透气性要求非常严格,不仅要防止鸟类等天敌的偷食，后期的有机肥、动物蛋白分离同样耗费精力。

（8）粪便燃料化：畜禽粪便经过搅拌后脱水加工,进行挤压造粒,生产生物质燃料棒。畜禽粪便制成生物质环保燃料,作为替代燃煤生产用燃料,成本比燃煤价格低,减少二氧化碳和二氧化硫排放量，但是粪便脱水干燥能耗较高，后期维护费用更为高昂。

三、污水达标排放

（9）粪水达标排放：这种方法针对于养殖场的污水处理，对养殖场产生的粪水采用UASB+A202技术进行深度处理,逐步处理成沼液、农田灌溉用水、达标排放水，而固体粪便进行堆肥发酵就近肥料化利用或委托他人进行集中处理。

这种畜禽粪污处理方式对粪水深度处理后,可实现达标排放不需要建设大型粪水贮存池,可减少粪污贮存设施的用地。但是投入成本巨大，对污水每加深一步处理，投入成本也随之加大，普通养殖场难以支撑如此大规模投入。

狗尿一般呈现酸性，含尿素，尿酸，肌酐，氨等非蛋白氮化合物、硫酸盐等，对建筑物本身有损害，具有一定的腐蚀性。

一、 屎：

屎，即大便(粪便)是未被吸收的食物残渣部分。

对于未被吸收的残渣部分，消化道则通过大肠，从肛门以粪便形式排出体外。

屎带有的一定的臭味，同时，有的屎还带有一定的药用。

屎的用途：

1、肥料：

粪便是很好的有机肥料。

2、燃料：

潮湿粪便燃烧时产生的烟很多，因此中国部分史书称古代烽火台以燃烧粪便（狼粪）的浓烟来表达讯息。

干牛粪是很好的燃料，可再生能源，亦可以用于建房筑墙，“捡牛粪”在早期的乡村是一种工作。

粪便可以用于制造甲烷，一种可以用于工业或民用的可燃气体。

3、药用：

《本草纲目》中动物粪便药共有51种之多，涉及禽、兽、人部三部包括人在内的32种动物。如蚕粪可以入中药，主治眼疾。其他如五灵脂、夜明砂、油虫珠等，皆为粪便入药的例子。中药“人中黄”的制作过程也需要粪便：“在竹筒中塞入甘草末，两端用竹、木封固，冬季投入人粪缸中，立春时取出，悬当风处阴干，破竹取甘草末，晒干。”

二、尿：

1、尿由肾脏生成，经输尿管，膀胱排出的含有大量代谢终产物的液体。其成分：水占96%-97%，其他为尿素，尿酸，肌酐，氨等非蛋白氮化合物、硫酸盐等。尿呈淡黄色，比重1.015-1.025。尿的酸碱度受食物性质的影响，变动很大，PH5.0-7.0,最大变动范围可达PH4.5-8.0。尿的渗透尝试充动于360-1450毫升量/升，随尿量而异。每日尿量约1500毫升，其中500毫升为基本排水量，伴随代谢产物排出（每日尿量少于500毫升，即为少尿），余为机动排水量，随进水量的增减而变动。

2、尿液成分：

尿液中含多种无机盐，其中：

钙2.5～7.5毫摩/24小时，

磷12.8～22.4毫摩/24小时，

尿酸2.4～4.1毫摩/24小时，

草酸盐91～456微摩/24小时，

镁2.1～8.2毫摩/24小时，

钾51～102毫摩/24小时，

钠130～261毫摩/24小时，

锌2.3～18.4微摩/24小时，

氯170～255毫摩/24小时，

硫酸盐77.5毫摩/24小时。

尿液中还含有多机成分，其中：

胱氯酸83～830微摩/24小时，

氨20～70毫摩/24小时，

环磷酸腺苷（camp）1.0～11.5微摩/24小时，

肌酐男为7～18毫摩/24小时，

女为5.3～16.0毫摩/24小时，

可滴定酸20～40毫摩/24小时，

尿糖0.56～5.0毫摩/24小时，

羟脯氨酸114～330微摩/24小时，

蛋白20～80毫克/24小时，

枸橼酸0.36～2.39毫摩/24小时，

尿酸性黏多糖24～40毫克/24小时。

另外尿液中还含有多种微量元素及尿酶。

尿液成分与尿石形成有极为密切的关系，有些成分是形成结石的主要成分物质，例如钙、尿酸、草酸等，有些成分则是形成结石的抑制物，例如枸橼酸、酸性黏多糖、镁等。

正常人尿液的主要成分是水，占96%～97%，固体成分占3%～4%。正常成人每天排出固体物质约60克，固体物质中无机盐约25克，其中一半是钠、氯离子；有机物约35 克，其中尿素约30克，其余是少量的糖类、蛋白及体内多种代谢产物。

尿的医用价值：

中医学认为人尿可以入药。李时珍的《本草纲目》中记载了多种和人尿有关的中药，如人尿、溺白沂、秋石等。其用途从肺痿到痔疮不一而足。孙思邈的《千金翼方》中说“人尿主卒血攻心，又主症积满腹”、“乌牛尿主消渴黄疸水肿脚气小便不通”。 　

现代医学中，有一种治疗方法就叫“尿疗”。即通过饮尿，调节人体内分泌系统，达到保健与治疗的功效。

参考资料及链接：

1、《屎》：http://baike.baidu.com/view/72493.htm；

2、《尿》：http://baike.baidu.com/view/143450.htm。

在农村，农家肥的使用上，其实往往是人的粪便发酵的粪肥运用比较多，其次是牛、猪粪，在日常种植蔬菜的时候，隔几天要为蔬菜浇肥。现在农村人每家都建有一个化粪池了，这个化粪池是用来发酵人的粪便和尿液，但是很好少听说哪家化粪池满了，其实就是因为农村人都种菜，种植农作物。隔数天就要大量用粪肥浇菜。当然在以前农村也是一样，不过现在农村种地的很少了。人粪水稀释后是速效肥料。

猪粪是它们中较温和的有机肥料。猪粪含氮量较高但是含水量大，含有较多的腐殖质，它可以在成熟过程中迅速分解，可以进一步改善土壤结构有利于土壤中水和肥料的保留，但猪粪肥还包含许多细菌和有害生物，在正常使用前需要充分腐熟。

牛粪中的有机质部分较难分解、腐熟较慢、发酵温度较低。牛饲料以草料为主，牛粪之中以纤维素为主，自然氮磷钾含量较少，撒施到田地中不会造成肥效过量，对植物产生危害，但是牛吃草过程中会含有大量的草籽，如果不进行腐熟，草籽会在田里生根发芽。

羊粪质地较细、含水量少，其氮素形态主要是尿素态氮，易被分解利用。

鸡粪是一种有机肥料，三种肥料的肥料效率更高，生鸡粪需要要完熟才可使用。鸡粪、鸽粪、鹌鹑粪等，这类粪便通常含氮量高，水分适中，并含有较多的钙等其他中量和微量元素，适合与含碳量较高的一些原料如秸秆粉、蘑菇渣、草炭、锯末等配合发酵。家禽粪便容易腐熟并且腐熟温度较髙，属于热性肥料，使用禽类粪便做原料，发酵分解迅速，并能制成养分较高的肥料，是非常好的堆肥原料。

其他粪便：马粪尿中有机质含量较高，还含有大量的纤维分解菌，在堆肥时能产生高温。

1、太阳能热发电：主要是把太阳的能量聚集在一起加热来驱动汽轮机发电。

2、太阳能光伏发电：将太阳能电池组合在一起，大小规模随意。可独立发电，也可并网发电。

3、太阳能水泵：正在取代太阳能热动力水泵，九十年代我国研制的2．5kW光伏水泵在新疆运用。

4、太阳热水器：我国自从1958年研制出第一台热水器后，经过四十多年的努力，我国太阳热水器产、销量均占世界首位。

5、太阳能建筑：太阳能建筑有三种形式，即被动式：结构简单，造价低，以自然热交换方式来获得能量；主动式：结构较复杂，造价较高，需要电做辅助能源；“零能建筑”：结构复杂，造价高，全部建筑所需要的能量都由“太阳屋顶”来提供。

6、太阳能干燥：上世纪70年代后，太阳能干燥器迅速发展，尤其在农村，对许多农副产品做了太阳能干燥的试验。

7、太阳灶：太阳灶可分为热箱式和聚光式两类，我国是世界上推广应用太阳灶最多的国家。

8、太阳能制冷与空调：是节能型的绿色空调，无噪声，无污染，可很快地投入商业化生产。

9、太阳能其他用途：可淡化海水，利用太阳光催化治理环境，培养能源植物，在通讯、运输、农业、防灾、阴极保护、消费、电子产品等诸多方面，都有广泛的应用。

新能源特点

1、资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用。

2、能量密度低，开发利用需要较大空间。

3、不含碳或含碳量很少，对环境影响小。

4、分布广，有利于小规模分散利用。

5、间断式供应，波动性大，对持续供能不利。

6、除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。

在中国可以形成产业的新能源主要包括水能（主要指小型水电站）、风能、生物质能、太阳能、地热能等，是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环境治理和生态保护的重要措施，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。

以上内容参考：百度百科-新能源产业、百度百科-新能源