Antes que a digestão anaeróbica ganhasse muita força na indústria de laticínios, A Allen Farms já havia comprovado os méritos da tecnologia de manuseio de esterco e geração de energia.
“Nosso sistema era tanto um protótipo no início, ”Diz Dave Allen, um Oshkosh, Wisconsin, produtor de leite. “Agora que os bugs foram resolvidos, tudo funciona bem. ”
Desde 2012, Allen trabalhou em colaboração com a Universidade de Wisconsin Oshkosh (UWO) e BIOFerm Energy Systems (biofermenergy.com) para comprar e configurar o digestor anaeróbico em sua fazenda de 130 vacas. O funcionamento do digestor agora depende da entrada diária de esterco e outras matérias-primas de Allen, enquanto a equipe UWO gerencia os aspectos técnicos do sistema.
A eficiência holística é a marca registrada do papel do digestor na fazenda de gado leiteiro. “Estamos pegando lixo e coletando o metano deles, ”Allen diz. "A partir desse, estamos gerando eletricidade e calor. Quando tudo estiver dito e feito, temos um fertilizante incrível para colocar de volta na terra. ”
A produção elétrica anual do digestor é suficiente "para fornecer energia para cerca de 50 lares americanos médios, ”Diz Brian Langolf, diretor do programa de biogás da UWO. “A unidade combinada de calor e energia de 64 quilowatts do digestor pode produzir no máximo 1, 536 quilowatts-hora por dia, ou 560, 640 quilowatts-hora por ano. Atualmente, estamos operando com 80% a 90% da capacidade total de produção. A eletricidade é vendida para a concessionária de energia local. ”
Além de gerenciar as operações técnicas do digestor, A UWO originalmente fez parceria no projeto por meio de contribuições financeiras. Assim, UWO beneficia da venda de energia elétrica.
“Nós convertemos o biogás em eletricidade e vendemos para a empresa de energia, ”Langolf diz. “A empresa de energia credita a eletricidade à universidade, e desta forma, nossa parceria única com a Allen Farms nos ajuda a atingir nossas metas de sustentabilidade no campus relacionadas à redução das emissões de carbono. ”
Além de usar a eletricidade do digestor da fazenda, A UWO também realiza pesquisas e atividades educacionais para os alunos da unidade.
Benefícios do estrume
Allen colhe os benefícios do manejo de estrume, claro, junto com o calor gerado pelo digestor, que aquece seus 2, Casa de 200 pés quadrados e loja de 45 × 54 pés.
O digestor compreende dois tanques de fermentação com uma capacidade combinada de 80, 000 galões. Allen carrega o funil de alimentação diariamente com resíduos de estrume, mochila, e, às vezes, colhe resíduos de resíduos de alimentos agrícolas e industriais. O sistema processa quase 6, 000 toneladas por ano de matéria-prima.
“Mantemos a temperatura em 100ºF. e adicionar bactérias, e o bioproduto é gás metano, ”Langolf diz. A unidade combinada de calor e energia do digestor converte o metano em eletricidade e calor.
Após este processamento, o estrume digerido, ou digerir, flui para uma lagoa aberta, onde é armazenado para aplicações posteriores em campos de cultivo. “O digerido tem menos odor do que o esterco cru, e seus nutrientes estão mais disponíveis biologicamente para as plantas do que os nutrientes do esterco cru, ”Langolf diz.
Allen normalmente aplica o digestado aos 700 acres de milho da fazenda, soja, e alfafa a uma taxa de 9, 000 galões por acre. “Essa quantidade de estrume reduz bastante a quantidade de fertilizante comprado que aplicamos, " ele diz. “Nós testamos nossos solos, e seguimos um plano de gestão de nutrientes. ”
Se os testes mostrarem que o nitrogênio é curto para o milho, por exemplo, ele vai suplementar o digerido com 100 libras por acre de ureia. "Por outro lado, se estamos retirando um campo de alfafa e aplicamos 9, 000 galões por acre de digerido, o digerido e a alfafa juntos fornecem a fertilidade necessária para o cultivo de uma safra de milho, ”Allen diz.
As lavouras fornecem toda a ração consumida pelo gado. “Sempre temos sobra para vender, também, " ele diz.
Quando produtores de pequena escala, como Allen, consideram a adoção de tecnologia de digestão anaeróbia, Langolf sugere que ter uma visão holística do sistema pode dar uma visão geral do resultado potencial.
“Não olhe apenas para a produção potencial de eletricidade e calor, " ele diz. “Observe também o back-end do sistema. Observe seus benefícios ambientais potenciais - por exemplo, como ele reduz o risco de possível contaminação das águas subterrâneas por esterco bruto. ”
Considere outros benefícios de gestão de nutrientes, também, como maior biodisponibilidade de nutrientes.
“Muitos desses benefícios nem sempre trazem um cheque para a fazenda, ”Langolf diz. “Estou vendo os digestores sendo usados com mais sucesso em fazendas onde os operadores veem o valor do digestor de forma holística.”
Sistema Proibitivo de Custo
No entanto, os custos de compra e instalação de um sistema digestor podem ser proibitivos para as operações de gado, e o aspecto técnico da supervisão dos sistemas é oneroso. Compensar esses custos e desafios por meio de vendas de energia da fazenda é normalmente difícil devido aos regulamentos atuais do setor de energia.
“Existem barreiras em alguns níveis estaduais e locais para ser capaz de desenvolver opções atrasadas de maneira econômica, Medição de internet, e recursos de injeção de dutos, ”Langolf diz.
Isso abre a porta, ele diz, para organizações e empresas em parceria com agricultores para suportar o impacto do investimento e gerar oportunidades de digestores. (Veja a história acima.)
“Acredito que a tecnologia de digestão anaeróbica tem potencial - tanto por si só quanto em combinação com outras tecnologias - para desenvolver fontes sustentáveis de energia, " ele diz.
Saber mais
Brian Langolf
Telefone:920 / 424-0767
Email:[email protected]
Site:epa.gov/agstar
