Повторное использование этого отработанного газа является предметом нового исследования, опубликованного в журнале Environmental Progress and Sustainable Energy инженерами-химиками из Мичиганского технологического университета. В частности, они исследовали углеродный след анаэробного сбраживания — компостирования органических веществ без воздуха — который можно использовать для перенаправления метана в полезный источник энергии.
«Мы обнаружили, что биометан, произведенный в результате анаэробного сбраживания, выделяет гораздо меньше, чем его эквивалент ископаемого природного газа», — говорит Шарат Анкати, ведущий автор статьи и аспирант Мичиганского технологического института. Изучение углеродного следа каждого продукта — это способ оценить его социальное, экологическое и экономическое воздействие — другими словами, насколько он устойчив, — что, по словам Анкати, «определяется как помощь нынешним поколениям без ущерба для их потребностей или потребностей будущих поколений».Советником факультета Анкати является Дэвид Шоннард, профессор химического машиностроения, который возглавляет Институт устойчивого будущего в университетском городке. Они также сотрудничали с Джеймсом Поттером из AG Energy USA, и вместе команда сосредоточилась на тематическом исследовании биогазовой установки в Колорадо.
Их основной инструмент — оценка жизненного цикла (LCA).Анкати и Шоннард раскопались в кучах органических отходов, поступающих на предприятие Heartland Biogas Facility LLC в Колорадо, и оценили процесс, который превращает пищевые отходы из ресторанов в Денвере и навоз с молочных ферм рядом с объектом в биометан, источник энергии. Это первое исследование, которое рассматривает весь жизненный цикл анаэробного переваривания пищевых отходов и молочного навоза и включает предотвращение выбросов со свалок.Выбросы метана составляют 11 процентов от общих выбросов парниковых газов в стране; как навоз, так и пищевые отходы вносят значительный вклад.
В США 97 процентов пищевых отходов захоронены и разлагаются на свалках, в то время как навоз чаще всего размещается в открытых лагунах, ямах для хранения, навозной жижи, глубоких грядках для крупного рогатого скота и свиней или в многоэтажных птичниках. Молочные коровы вносят наибольший вклад в выбросы метана при разложении навоза.Анаэробные варочные котлы собирают эти открытые кучи сидящего навоза и помещают их в большие закрытые резервуары. Бактерии используются для расщепления твердых и жидких веществ; Ключевым моментом является обеспечение того, чтобы пробой не соприкасался с кислородом.
Пищевые отходы сами по себе не так эффективны при анаэробном сбраживании, поэтому смешивание их с навозом решает две проблемы за один процесс. Конечными продуктами являются жидкий дигестат, который можно использовать в качестве удобрений или в промышленности, и биометан, который можно использовать как природный газ.В своем анализе команда обнаружила, что биометан, производимый из всех доступных пищевых отходов и молочного навоза в США, ежегодно компенсирует около 0,74 процента годовой потребности в природном газе.
Большая экономия достигается за счет уменьшения выбросов метана; около 100 установок для анаэробного сбраживания в масштабе Хартленда могут ежегодно устранять около 0,41 процента из примерно семи миллиардов тонн общих выбросов парниковых газов в США.