屎能量：超級(jí)“便便”變石油

中國(guó)科學(xué)家希望將人類糞便快速、高效、低成本地轉(zhuǎn)化成 “年輕的石油”。這類將尿液和糞便轉(zhuǎn)化為能量的想法已被命名為“屎能量”（Poop-Power）。

南方周末記者 郭絲露

南方周末實(shí)習(xí)生 梁月靜 鐘煜豪

發(fā)自北京

友情提醒：以下故事適合在廁所閱讀。

對(duì)北京化工大學(xué)助理研究員王煥升來(lái)說(shuō)，早起上廁所也是他日常工作的重要環(huán)節(jié)。

上完大號(hào)后，他得親手端著自己的排泄物穿過(guò)走廊，將大便——或許稱為“實(shí)驗(yàn)原料”更好些，放在實(shí)驗(yàn)室角落一個(gè)專門采集桶中。

人類糞便，是病毒和寄生蟲的溫床。聯(lián)合國(guó)兒童基金會(huì)的一份報(bào)告指出，田野里每一克重的糞便就可能帶有1000萬(wàn)個(gè)病毒、100萬(wàn)個(gè)細(xì)菌和1000個(gè)寄生蟲性囊腫。

王煥升所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)希望將這些難以處理的人類糞便快速、高效、低成本地轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)油。它的沸點(diǎn)和石油一模一樣，用途也相差無(wú)幾，被稱為“年輕的石油”。

2015年1月底，4個(gè)來(lái)自中國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)獲得比爾和梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)（以下簡(jiǎn)稱蓋茨基金會(huì)）“廁所大挑戰(zhàn)”項(xiàng)目1300萬(wàn)元人民幣的資助，王煥升團(tuán)隊(duì)是其中之一。

“廁所大挑戰(zhàn)”旨在資助研發(fā)“下一代廁所”，以期徹底改變發(fā)展中國(guó)家“露天排便”的公共衛(wèi)生狀況。

“國(guó)內(nèi)很少有人推動(dòng)研究廁所問(wèn)題?！蓖鯚ㄉ龑?duì)南方周末記者說(shuō)。

推動(dòng)廁所問(wèn)題的比爾·蓋茨比王煥升還要拼。

2015年1月9日，蓋茨用視頻向公眾介紹了“廁所大挑戰(zhàn)”另一個(gè)全球入選項(xiàng)目——一臺(tái)機(jī)器現(xiàn)場(chǎng)將糞水過(guò)濾成飲用水，蓋茨嘗了一口，大贊“好喝”。

吐啊吐啊就習(xí)慣了

“今天看到金針菇了嗎？”

這是中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院研三學(xué)生孫繁卿最常聽(tīng)到的玩笑。

“傳說(shuō)金針菇不能被人體消化，我每天和大便打交道，他們可能想讓我印證傳言吧?！睂O繁卿自我解嘲說(shuō)。

孫繁卿的導(dǎo)師、中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院教授張景來(lái)，與王煥升組成團(tuán)隊(duì)，共同嘗試用人類糞便制造生物質(zhì)油。2014年，張景來(lái)和學(xué)生們的主要工作，就是在實(shí)驗(yàn)室中調(diào)試設(shè)備、測(cè)試實(shí)驗(yàn)條件。

乍看之下，糞便轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)油的過(guò)程異常簡(jiǎn)單：將解凍后的糞便放入反應(yīng)釜加熱，煮一煮、蒸一蒸，糞便就變成了“年輕的石油”——人類糞便中豐富的有機(jī)質(zhì)，是其能“變”成生物質(zhì)油的基礎(chǔ)。

但人類糞便平均含水量達(dá)80%，脫水后也只有三成能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)油。這意味著只有6%的轉(zhuǎn)化率。

“這個(gè)轉(zhuǎn)換率并不高，所以需要低能耗、低成本的轉(zhuǎn)化方式?！睆埦皝?lái)說(shuō)。

張景來(lái)的團(tuán)隊(duì)，需要模擬地殼內(nèi)生成石油時(shí)的溫度、壓強(qiáng)，找到能用最少的花費(fèi)、最短的時(shí)間提取最高純度生物質(zhì)油的實(shí)驗(yàn)室臨界點(diǎn)。

找規(guī)律的唯一方式，是反復(fù)實(shí)驗(yàn)。

每天早晨，孫繁卿都會(huì)收集到一桶顏色、形態(tài)各異的“實(shí)驗(yàn)原料”。

孫繁卿需要用手將其中雜質(zhì)和“不符合要求”的去除，將“原料”重新分類，用保鮮袋裝好，放入冰箱冷凍。

用手分揀只是項(xiàng)目組成員要過(guò)的“第一關(guān)”。張景來(lái)團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室，總是散發(fā)出一種帶著油膩的腥臭。門上掛著的幾件實(shí)驗(yàn)服，也滿是灰黑色的污漬。

這種污漬，在一人多高的反應(yīng)儀器上、實(shí)驗(yàn)器皿上、一次性手套、面罩上……隨處可見(jiàn)。

實(shí)驗(yàn)的理想態(tài)是只需一個(gè)步驟，就能在短時(shí)間內(nèi)完成脫水、加壓、催化全過(guò)程。但現(xiàn)階段，唯一有效方法就是高溫加熱。

這些污漬，都是在加熱糞便過(guò)程中，滴出、溢出甚至是“噴涌而出”的“原料”。

很多時(shí)候，孫繁卿都會(huì)被噴得滿頭滿臉。他穿最破的衣服到實(shí)驗(yàn)室，下實(shí)驗(yàn)后第一件事就是沖向澡堂，但仍然能夠在自己的枕頭上聞到隱隱的臭氣。

剛剛開始接觸項(xiàng)目時(shí)，大多數(shù)團(tuán)隊(duì)成員都曾一個(gè)月吃不下飯。但吐啊吐啊，也就習(xí)慣了。

被多頭監(jiān)管的“屎能量”

2015年1月26日，王煥升在中國(guó)區(qū)第一輪“廁所大挑戰(zhàn)”頒獎(jiǎng)環(huán)節(jié)上代表團(tuán)隊(duì)發(fā)言。

在理想狀態(tài)下，他和張景來(lái)所開發(fā)的“糞便生物質(zhì)油制備裝備”，上層是油，下層是水。油能夠再利用或直接燒掉為廁所提供能源，水能純化后重復(fù)利用。

演講結(jié)束后，蓋茨基金會(huì)的污水處理工程專家杜拉耶·科內(nèi)對(duì)南方周末記者說(shuō)，王煥升的項(xiàng)目是他很喜歡的創(chuàng)意。

“我們愛(ài)死這些瘋狂的點(diǎn)子了?！鄙w茨基金會(huì)水和環(huán)境衛(wèi)生部主任布萊恩·阿博加斯特也這樣說(shuō)。

2011年蓋茨基金會(huì)啟動(dòng)“全球廁所創(chuàng)新大賽”，已經(jīng)在北美、歐洲、印度等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)開展比賽。

在上千個(gè)“與便便作斗爭(zhēng)”的異想者中，阿博加斯特最喜歡的點(diǎn)子來(lái)自新英格蘭大學(xué)，他們的設(shè)備能夠利用尿液中的能量，為手機(jī)充電。

于是，將尿液和糞便轉(zhuǎn)化為能量的做法也由此被命名為“屎能量”（Poop-Power）。

科內(nèi)欣賞能夠直接將糞便 “變沒(méi)了”的創(chuàng)意：用微波處理糞便，將糞便中的廢棄物用等離子技術(shù)合成化為氣體。“糞氣”還能用來(lái)發(fā)電。

事實(shí)上，“廁所大挑戰(zhàn)”本身就是一個(gè)瘋狂的點(diǎn)子。王煥升從事廁所研究十多年，此前中國(guó)從未有過(guò)專門關(guān)注廁所研究的科研經(jīng)費(fèi)。

“中國(guó)的糞便處理的癥結(jié)，在多頭監(jiān)管上?！蓖鯚ㄉf(shuō)。

——衛(wèi)生部門關(guān)注的是廁所會(huì)不會(huì)帶來(lái)傳染病。為防止傳染病爆發(fā)，他們強(qiáng)調(diào)健康需要。

——環(huán)保部門只負(fù)責(zé)在排水口監(jiān)測(cè)污水質(zhì)量是不是達(dá)標(biāo)，對(duì)于怎樣達(dá)標(biāo)“過(guò)問(wèn)不多”。

——農(nóng)業(yè)部門關(guān)注的不是廁所，而是糞便的堆肥。

不同部門的側(cè)重點(diǎn)不同，讓中國(guó)的廁所項(xiàng)目無(wú)所適從。比如農(nóng)業(yè)部2014年著力推廣沼氣應(yīng)用，主張將廁所和沼氣設(shè)備裝在一起，把尿和糞一同引入沼氣池。但衛(wèi)生部門卻推廣尿液與糞便分開利用的廁所，他們的目的，是防止糞便中病菌擴(kuò)散。

“三家都管，也可能變成三不管?！?王煥升說(shuō),“如果不是蓋茨基金會(huì)的項(xiàng)目，我不會(huì)想到生物質(zhì)油?！?/p>

“現(xiàn)代科技讓人們?cè)缇秃雎粤穗[藏在糞便中的巨大能量?！睆埦皝?lái)說(shuō)，“從生態(tài)循環(huán)的角度說(shuō)，糞便雖然臭，但卻是比寶石還要珍貴的寶物。”

沒(méi)有廁所會(huì)有多可怕？

在中國(guó)，已經(jīng)很少有人在露天排便。

但若將眼光放到全球，全球70億人中，僅有超過(guò)三成的人有機(jī)會(huì)使用沖水廁所，世界上八成的人類排泄物被直接排入了湖泊、河流等自然水體。

現(xiàn)在，王煥升和張景來(lái)等中國(guó)科學(xué)家們希望通過(guò)自己研發(fā)的技術(shù)，讓世界范圍內(nèi)的露天排便成為歷史。

王煥升設(shè)計(jì)的一款坐便器，有兩個(gè)“窟窿”，前面的窟窿存放尿液，后面的存放糞便。排便后，坐便器能夠用物理原理，自動(dòng)分隔尿液和糞便。不過(guò)這款坐便器要求，男士小解，也得坐著。

這些設(shè)計(jì)都是為了節(jié)約成本，保證簡(jiǎn)單和可操作性。

不過(guò)，拿到獎(jiǎng)金后，王煥升和張景來(lái)的第一個(gè)想法，是盡快重啟“轉(zhuǎn)化石油”實(shí)驗(yàn)。

那間設(shè)在人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室，因?yàn)闅馕短^(guò)難聞，被頻繁投訴，不得不停止了“偉大的人類糞便實(shí)驗(yàn)”。王煥升打算在北京昌平化工大學(xué)建一間新的實(shí)驗(yàn)室。春節(jié)之后，孫繁卿等團(tuán)隊(duì)成員會(huì)一起搬到昌平。

據(jù)說(shuō)，新實(shí)驗(yàn)室比較大，是一個(gè)專門的區(qū)域，周圍沒(méi)有人，還特別通風(fēng)。