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Moderne Landwirtschaft
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Bevor die anaerobe Vergärung in der Milchindustrie an Bedeutung gewann, Allen Farms hatte bereits die Vorzüge der Dungbehandlungs- und Stromerzeugungstechnologie unter Beweis gestellt.
„Unser System war am Anfang so sehr ein Prototyp, “ sagt Dave Allen, ein Oschkosch, Wisconsin, Milchbauer. „Jetzt, wo die Fehler behoben sind, alles funktioniert gut."
Seit 2012, Allen hat in Zusammenarbeit mit der University of Wisconsin Oshkosh (UWO) und BIOFerm Energy Systems (biofermenergy.com) den anaeroben Fermenter auf seiner 130-Kuh-Farm gekauft und eingerichtet. Der Betrieb des Fermenters hängt nun von Allens täglicher Zufuhr von Mist und anderen Rohstoffen ab. während UWO-Mitarbeiter die technischen Aspekte des Systems verwalten.
Ganzheitliche Effizienz ist das Markenzeichen der Rolle des Fermenters auf dem Milchviehbetrieb. „Wir nehmen Abfall und sammeln das Methan daraus, “, sagt Allen. "Davon, Wir erzeugen Strom und Wärme. Wenn alles gesagt und getan ist, Wir haben einen großartigen Dünger, den wir wieder auf das Land bringen können.“
Die jährliche elektrische Leistung des Fermenters reicht aus, „um etwa 50 durchschnittliche amerikanische Haushalte mit Strom zu versorgen. “ sagt Brian Langolf, Direktor des UWO-Biogasprogramms. „Das 64-Kilowatt-Blockheizkraftwerk des Fermenters kann maximal 1 536 Kilowattstunden pro Tag, oder 560, 640 Kilowattstunden pro Jahr. Derzeit laufen wir mit 80 bis 90 % der vollen Leistungskapazität. Der Strom wird an das örtliche Energieversorgungsunternehmen verkauft.“
Neben der Leitung des technischen Betriebs des Fermenters, UWO war ursprünglich durch Finanzierungsbeiträge an dem Projekt beteiligt. Daher, UWO profitiert vom Verkauf des Stroms.
„Wir wandeln das Biogas in Strom um und verkaufen es an den Energieversorger, “, sagt Langolf. „Das Energieversorgungsunternehmen schreibt den Strom der Universität gut, und auf diese Weise Unsere einzigartige Partnerschaft mit Allen Farms hilft uns, unsere Nachhaltigkeitsziele auf dem Campus in Bezug auf die Reduzierung von CO2-Emissionen zu erreichen.“
Neben der Nutzung des Stroms aus dem Fermenter des Hofes, UWO führt auch Forschungs- und Bildungsaktivitäten für Studenten der Einrichtung durch.
Allen profitiert von den Vorteilen des Güllemanagements, selbstverständlich, zusammen mit der vom Fermenter erzeugten Wärme, das heizt seine 2 auf, 200-Quadratmeter-Haus und 45 × 54-Fuß-Laden.
Der Fermenter besteht aus zwei Fermentationsbehältern mit einer Gesamtkapazität von 80, 000 Gallonen. Allen belädt den Einfülltrichter täglich mit Mistkratzern, Bettrucksack, und manchmal Ernterückstände aus den landwirtschaftlichen und industriellen Lebensmittelabfällen. Das System verarbeitet fast 6, 000 Tonnen Rohstoff pro Jahr.
„Wir halten die Temperatur bei 100 °F. und fügen Sie Bakterien hinzu, und das Bioprodukt ist Methangas, “, sagt Langolf. Das Blockheizkraftwerk des Fermenters wandelt das Methan in Strom und Wärme um.
Nach dieser Verarbeitung der verdaute Mist, oder Gärrest, mündet in eine offene Lagune, wo es für spätere Anwendungen zum Ernten von Feldern gespeichert wird. „Der Gärrest riecht weniger als Rohmist, und seine Nährstoffe sind für Pflanzen biologisch besser verfügbar als die Nährstoffe in Rohmist, “, sagt Langolf.
Allen trägt den Gärrest normalerweise auf den 700 Hektar Mais der Farm auf. Sojabohnen, und Luzerne mit einer Rate von 9, 000 Gallonen pro Hektar. „Diese Menge an Dung reduziert die Menge an gekauftem Dünger, die wir ausbringen, um ein Vielfaches. " er sagt. „Wir testen unsere Böden, und wir folgen einem Nährstoffmanagementplan.“
Wenn Tests zeigen, dass Stickstoff für Mais knapp ist, zum Beispiel, er wird die Gärreste mit 100 Pfund Harnstoff pro Morgen ergänzen. "Auf der anderen Seite, wenn wir ein Feld aus Luzerne nehmen und 9 angewendet haben. 000 Gallonen pro Morgen Gärrest, die Gärreste und die Luzerne liefern zusammen die Fruchtbarkeit, die für den Anbau einer Maisernte erforderlich ist, “, sagt Allen.
Die Pflanzen liefern das gesamte Futter, das von den Rindern konsumiert wird. „Wir haben immer einen Überschuss zu verkaufen, sowie, " er sagt.
Wenn relativ kleine Hersteller wie Allen erwägen, eine anaerobe Vergärungstechnologie einzuführen, Langolf schlägt vor, dass eine ganzheitliche Betrachtung des Systems einen umfassenden Überblick über das potenzielle Ergebnis geben kann.
„Betrachten Sie nicht nur die potenzielle Strom- und Wärmeerzeugung, " er sagt. „Schauen Sie sich auch das Backend des Systems an. Sehen Sie sich die potenziellen Umweltvorteile an – zum Beispiel wie es das Risiko einer möglichen Kontamination des Grundwassers durch Rohmist reduziert.“
Berücksichtigen Sie andere Vorteile des Nährstoffmanagements, sowie, wie eine verbesserte Bioverfügbarkeit von Nährstoffen.
„Viele dieser Vorteile bringen nicht immer einen Scheck mit nach Hause, “, sagt Langolf. „Ich sehe Fermenter am erfolgreichsten in Betrieben, wo die Betreiber den Wert des Fermenters ganzheitlich betrachten.“
Nichtsdestotrotz, Anschaffungs- und Einrichtungskosten eines Fermentersystems können für Viehzuchtbetriebe unerschwinglich sein, und die technische Überwachung der Systeme ist mühsam. Der Ausgleich dieser Kosten und Herausforderungen durch den Energieverkauf ab dem Betrieb ist aufgrund der gegenwärtigen Vorschriften in der Energiebranche in der Regel schwierig.
„Auf einigen staatlichen und lokalen Ebenen bestehen Hindernisse, um kostengünstig Optionen hinter dem Zähler entwickeln zu können, Nettomessung, und Pipeline-Injektionsfähigkeiten, “, sagt Langolf.
Das öffnet die Tür, er sagt, an Organisationen und Unternehmen, die mit Landwirten zusammenarbeiten, um die Hauptlast der Investitionen zu tragen und Chancen aus Fermentern zu generieren. (Siehe Geschichte oben.)
„Ich glaube, dass die anaerobe Vergärungstechnologie sowohl allein als auch in Kombination mit anderen Technologien das Potenzial hat, nachhaltige Energiequellen zu erschließen, " er sagt.
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Brian Langolf
Telefon:920/424-0767
E-Mail:[email protected]
Website:epa.gov/agstar
