Как получить безопасную энергия из навоза?

В штате Вирджиния фермер, выращивает целый ряд зерновых культур, содержит крупный рогатый скот, птиц, и создает топливо!

Технологии создания топлива из навоза развивается с каждым днем, но это всё еще не подходит для любого фермера…

Гленн Родес родился и вырос на ферме, на которой выращивали и выращивают индейку в Порт-Репаблике, штате Вирджиния, к югу от Харрисонбурга в долине Шенандоа. Четыре поколения его семьи живут там, выращивают птиц, крупный рогатый скот и зерновые культуры.

Семья Родес экспериментировала с переработкой навоза в топливо в течение нескольких лет. Родес даже называют себя «топливными фермерами» в своем электронном адресе.

На ферме Родес есть био-горелка, это прибор для подогрева биомассы, в которой используется часть навоза от 280 000 индюшек, которых семья выращивает каждый год для производства тепла для своих птицефабрик и экономят тысячи долларов в год на пропан. Горелка превращает навоз в метановый газ, который позже используется для отопления.

«Я думаю, что это позор, что мы не произвели больше энергии», — сказал один из членов семьи в один холодный день, когда он демонстрировал устройство.

«И здесь у нас был продукт, который мы могли бы использовать для производства».

Сторонники превращения навоза в топлива наблюдают за прогрессом семьи Родес. Кристен Хьюз, исполнительный директор некоммерческой организации Sustainable Chesapeake, которая участвовала в различных демонстрационных проектах получения энергии из навоза, сказала, что она в восторге от прогресса, достигнутого братьями Родес за последние несколько лет. Хьюз недавно привезла весь совет директоров на ферму, чтобы они посмотрели на весь процесс и поговорить с братьями о том, чего они смогли добиться.

Био-горелка, разработанная Kentucky-based LEI Systems, стоила Родесам около 100 000 долларов, большая часть расходов была покрыта федеральными грантами. Они установили вторую систему за 60 000 долларов за свои деньги. Родес взяли обе системы, чтобы оптимизировать их для своей фермы, как для производства энергии, так и для окружающей среды.

У создания топлива из навоза существует много вариантов и оно происходит в разных масштабах — от сельскохозяйственных систем на ферме до огромных компаний, которые собирают и обрабатывают навоз из различных мест. Ученые исследующие Чесапикский залив и борющиеся за сохранение чистоты природы, давно обсуждают потенциал таких проектов, так как видят в этом возможность сокращения загрязнения заливов и рек. Эти системы помогают сохранить попадание избыточных питательных веществ от навоза в подземные воды, и помогают в производстве топлива для фермеров.

«В то время как возобновляемые источники энергии, такие как ветряная, солнечная и геотермальная, сокращают выбросы ископаемого топлива, то системы переработки навоза в энергию создают проблему загрязнения и превращают ее в топливо» — сказал директор комиссии по наблюдению за Чесапикским заливом Энн Пезири Свансон.

Однако экологические, технические и финансовые проблемы замедлили широкое распространение данной технологии.

«Не дешево сжигать птичий помет, и никто не делает этого в первую очередь потому, что это эффективный способ сделать энергию» говорит Патрик Томпсон, чья компания EnergyWorks превращает навоз от 5 миллионов кур в энергию. Государство помогло финансировать застройку стоимостью 40 миллионов долларов через долгосрочные кредиты с низким процентом, которые Томпсон платит. Платит, конечно, медленно.

Несколько предпринимателей, в том числе Томпсон, искали изменения в программе Пенсильвании по использованию биогенных продуктов, чтобы сделать процессы переработки прибыльными. Такая программа позволит проектам и компаниям отслеживать загрязнения веществами, уменьшая затраты предприятий.

Мэриленд, Пенсильвания и Вирджиния все вкладывают деньги в субсидирование пилотных проектов переработки навоза в энергию, а министерство сельского хозяйства Мэриленда выделило почти 3.8 млн. долл. США на сегодняшний день для компаний и фермерских хозяйств, работающих с разными подходами. К этим технологиям подтолкнул новый закон государства на использование навоза в полях, он ограничивает или даже запрещает использование навоза в качестве удобрения полей при избыточном уровне фосфоре в почве.

Родес экспортируют большую часть своего навоза на землю за пределами водохранилища Чесапикского залива, где клиенты с радостью забирают его для удобрения.

Некоторые фермерские энергетические системы продемонстрировали свою перспективу, но другие проекты зашли в тупик, например, Bion Environmental Technologies, Inc., установленная на ферме округа Ланкастер. Дочерняя компания Bion, которая установила систему, дефолт по государственному кредиту в размере 7.8 млн. Долл. США, и объект по сей день остается закрытым.

Проблемы управления питательными веществами также не устраняются этими системами. Некоторые из компаний производят золу как побочный продукт. Он богат фосфором, легче транспортировать, чем птичий помет, и может продаваться как удобрение, если рынок достаточно хорошо развит. Тем не менее, для достижения главной цели – качества воды – зола должна использоваться таким образом, чтобы не создавать избыток питательных веществ в почве в другом месте и не просто перемещать проблему, которую она должна была решить. Система семьи Родес на сегодняшний день не произвела слишком много золы, они отдают её исследователям и смешивают их с удобрением. Но он, как и другие исследователи, считает, что существует отдельный рынок для золы в качестве удобрения, которая может использоваться для томатов и других растений.

Родесы работают по условному разрешению штата, что подтверждает экспериментальный характер его системы и внимательно отслеживает ее выбросы. Он считает, что изменения в его системе, после долгих проб и ошибок, помогут ему добиться полезного сжигания. Но его пока нет. По оценкам Родеса, понадобится еще год или около того для наблюдения и тестирования, чтобы снизить производительность загрязнений, чтобы сделать систему жизнеспособной и привлекательной для фермеров.

Энн Дженнингс, директор Виргинской комиссии по наблюдению за Чесапикским заливом, сказала, что посещение ферм Ридхилла и Нельсона Родеса ясно показало, что энергия из навоза – не панацея. Работает ли она, говорит она, зависит от фермы — и фермера.

Система Родесов не может работать на каждой ферме, и некоторые фермеры могут не захотеть ей пользоваться, особенно если обычное топливо, такое как пропан, является недорогим. Но, по словам Родесов, они могут изменить свое мнение, если цена вырастит…

Действительно, после нефтяных кризисов в 1970-х годах, фермерские хозяйства начали использовать процесс под названием анаэробным перевариванием, чтобы нагреть их амбары и доильные залы; некоторые из этих систем все еще работают. Но в то время как анаэробное переваривание хорошо работает с мокрым навозом, оно неэффективно для переработки птичьего помета.