《回到未來》啟動時光機:他自學研發生質能發電機,一切靠「垃圾」帶來電力

《回到未來》啟動時光機:他自學研發生質能發電機,一切靠「垃圾」帶來電力
圖片來源:ALL Power Labs

我們想讓你知道的是

「有興趣的人會願意花錢買一台僅六成的時間有用的機器,但在商業領域,只有零和一的分別,我們必須讓我們的產品不僅只是有趣而已。」

翻譯:Han

在加州柏克萊的工業廢棄地上,要找到All Power Labs(APL)這家與眾不同的替代能源公司不太容易。拜訪者常在繞了幾圈後才看見唯一的入口:有個小標誌的鐵捲門。在堆滿舊貨櫃和生鏽金屬的院子裡,鍛接的火花四射,木屑散落一地,周遭擺放的是APL主要產品—經過多次修正的Power Pallet歷代模型。Power Pallet由上層銀色大桶和下層各式金屬零件所組成,是個能將生質能(biomass)轉換成富氫氣體(hydrogen-rich gas),再以四缸引擎燃燒氣體、產生電力的小型精煉機。

Power Pallet的發想人Jim Mason是位46歲的藝術家、工程師兼人類學者。「將有機廢料轉化為可燃氣」的核心概念來自氣化(gasification)原理,基本上這個點子就跟美國經典科幻電影「回到未來(Back to the Future)」中,布朗博士啟動時光機的方法如出一轍。

Mason正在著手進行Power Pallet核心氣化爐的第五版測試—重達一千兩百磅,售價兩萬七千美金的新版本。除了改善早期客戶提出的問題,反應效率也大幅提升,使Mason更靠近他的夢想:一台無須經驗就可以迅速上手的發電機。現階段的Power Pallet離這個目標還有段距離,雖可達到12至20千瓦的發電量,但只有受過訓練的操作員才能駕馭不甚穩定的系統。

回到2008年,當時的APL試圖扭轉能源產業由上而下的集中式管理特性,打造人人皆可共同參與的新模式。現在Mason更加確信打造「能源界的個人電腦」 的重要性(意即打造出個人化的生質能發電機),並相信只要能降低成本和減少發電的複雜程度,Power Pallet將有機會實現當年的理想。當我問起理想中的Power Pallet會長什麼樣子時,他秀出電腦裡的草稿:「一個簡單的箱子,上頭有顆按鈕。就這麼簡單。」

Mason一向對資訊極度渴求,也樂於探索未知的領域。多年前,Mason發現自己對生質能氣化的概念著迷不已。對他來說,生質能氣化是個優雅簡潔的解方:將免費的生物廢料轉化成可驅動內燃機的低成本氣體,若生產過程恰當,廢氣以及可回歸土壤成為肥料的碳殘渣將是唯二的副產品。

早在十九世紀後期,將生質能轉化成可燃氣已是相當普遍的事情。歐洲最先擁有路燈的城市巴黎,即是靠著類似技術獲得光之城(the City of Light)的美名;二戰期間德軍使用的武器也多以氣化燃料作為驅動能源。然而,「在氣化爐運作時,你得忍受很多事情」,來自奧勒岡州的氣化顧問Tom Miles表示,尤其過程中產生的焦油本身即是污染物質,連帶著使過濾焦油的水也含有毒素。這類缺乏效率、會產生污染的發電機迄今仍在印度和亞洲的某些地方運轉。

在大多數已開發國家,生質能氣化的構想已遭捨棄,Mason卻認為世界上最聰明的一群人太早放棄這個充滿潛能的發電方式,他試圖彌補過程中的技術問題,讓氣化爐更符合個人使用的需求。隨著計畫持續進行,Mason開始描繪更大的願景。

2005年的最後一天,Mason和同伴徹夜工作,終於完成他的第一台氣化爐,緊接著便是反覆地修改與測試。某日,一位在網路上關注這項計畫許久的教授從加拿大渥太華寫了封e-mail,想買下這台以廢棄壓縮機和幫浦改造的氣化裝置。

從中得到啟發的Mason,決定在網路上販售未組裝的氣化爐工具箱:一套一千七百美金的Gasifier Experimenter’s kits(GEKs)。出乎意料地,幾百筆訂單湧進,為了規模化GEKs的生意,Mason開始自學CAD(Computer Aided Design,電腦輔助設計)、設計零件模板、將標準化後的基礎設計整理建檔,並改良工具箱裡的金屬配件。GEKs的早期客戶大多是大學、實驗室、自造者,以及相信氣化爐會是末日後唯一可用能源的末世論者。

販售GEKs不但開啟和使用者間的對話交流,也替APL帶來足以維持營運的收益。隨著開發中國家的訂單日益增加,APL的客戶不再只是單純的興趣愛好者,更多的是渴望依靠便宜獨立的發電方式,步入現代化生活的人民。這大幅扭轉了Mason的思考方向:他目前的運作方式,還不足以成為駭客式能源運動的改革先鋒,想要改變世界,他需要打造一項能實踐理想的可靠產品:Power Pallet。

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圖片來源:ALL Power Labs

Power Pallet的運作方式如下。1. 將椰子殼、玉米芯和木屑等生質能倒入容量55加侖的不鏽鋼漏斗中。2. 將生物質燃燒脫氧以獲取氫氣,篩出細小顆粒,利用熱對流原理進行冷卻。3. 以氫氣發動功率為10或20千瓦的引擎,產生電力。4. 電力可直接應用到家電上或導入小型裝置。平均來說,26磅的生質能可以供應三戶人家一小時的用電。

在許多只能選用柴油作為燃料發電的地方,人們正需要像Power Pallet這樣的機器,將椰子殼和玉米芯變成可用的能源。儘管要價較高,但理論上在買進它的15個月內就能攤平價差。

Power Pallet銷售成功與否的重點在於能否讓客戶相信它能持續運作。在西非的馬利有250個村莊過去雖有柴油發電機,卻因缺乏可靠的燃料來源,才一年多的時間,四分之三的發電機就因缺乏柴油而無法正常運作。這些不易取得柴油,卻擁有大量生質能的村莊聽說APL後,決定先小部分地購買Power Pallet,若使用順利,舊的發電機便會逐漸被汰換掉。


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