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沼气是可再生能源吗(天然气可再生吗)

对于牧场来说,粪便厌氧发酵产生沼气,用于发电的方法是可行的。一般情况下,发电主要供牧场所用,多余的会卖给当地的电力公司。然而,这种方法的成本较高,且存在潜在的麻烦。

目前,奶农们正在进行新的尝试。在威斯康辛州东北部,现有30多个牧场的厌氧发酵系统中,其中7个已决定拆除连接厌氧发酵池与电力系统(ADGES)的公用事业公司专用电线杆、电线和变压器,取而代之的是第三方运营的沼气净化系统。基本上,该系统产生的是纯甲烷,可以替代以化石燃料为基础的天然气,因此其被称为可再生天然气(RNG)。

天然气

在几乎所有的州包括威斯康辛,与沼气发电相比,来源粪便的RNG在当今可再生能源市场上具有更高的价值。但弗蒙特州例外,因为上网电价机制在该州已实施多年,为牧场ADGES提供了一项可持续性的能源价值项目。

从沼气中提取RNG并不是新技术,与粪便处理其他领域一样,其已经存在多年。然而,过去其清理、压缩和RNG注入天燃气管道的成本高于自身的价值。但最近经济形势发生了变化,因为联邦政府和加州等州实施了减少碳排放的计划。

投资成本

对于奶农来说,安装提取和压缩RNG设备的成本很高,需要详细的评估、规划和设计,且需一定的资金来实施。威斯康辛州的奶农选择与两家公司合作,来实施RNG项目。

位于宾夕法尼亚州的REV LNG有限责任公司,选择候选牧场,并从多个方面理来评估包括卧床类型、奶牛数量和其他粪便来源以及目前基础设施状况。

该公司的开发合作伙伴,密歇根州的DTE生物能源公司(DTE能源的子公司)与选定的牧场签订合作协议,并负责RNG系统的设计、建造和运营以及管理销售。牧场不需要提供任何资金,还可获得货币性补偿。此外,威斯康辛、印第安纳、密歇根、俄亥俄、宾夕法尼亚和纽约等州,正在开发更多的相关项目。

如果牧场恰有相关设施,RNG可以直接注入天然气管道。但大多数情况下,RNG是被压缩装载到卡车罐内,然后被运送到指定的接受点。

候选牧场所用的垫料必须符合。通常情况下,除了木制来源外其他几乎都可以。由于加利福尼亚州的政策规定不允许采用木屑、刨花和纸浆垫料,因此该州牧场通常使用沙子或沼渣。

采用沙子垫料,需要预处理将沙子与粪便分离。虽许多牧场已安装分离设备,但某些情况下,还需要升级或安装新系统。

分离的粪便固体不需要在进入厌氧发酵池前进行预处理,但若考虑到作为垫料使用,那么牧场还需要进行相关的管理以保障乳房健康和牛奶质量。有些牧场会将沼渣经石灰处理,有些牧场会采用烘干机来降低其水分含量。

应用优势

对于奶农来说,可以从RNG项目中受益。正如一位奶农所说,RNG取代ADGES之所以在牧场受欢迎,是因为其不需要奶农支付高昂的设备维护费用。他还说,许多奶农很高兴关闭发电系统,因为其需要大量的时间来维持系统运行,从而占用了管理牛群的时间。

除了比发电带来更多的收益外,长期储存经过处理的粪便还能减少异味排放,增加牧场受益此外,减少异味排放也有助于降低对水质的影响。在春季或初夏作物最需要营养的时候,含有有机质和营养物的沼液可以循环施肥于农田,从而减少化肥的使用。

此外,对于想采用先进粪便处理工艺的牧场来说,发酵池能产生一致性、温度和pH值稳定的粪液,有益于先进处理工艺分离氨氮和磷,从而可以更好地满足作物的营养需求。低营养密度的液体可以高频率的施用于牧场收割后的田地,也可以减少春季或秋季玉米田施用大量未经处理的粪肥情况。

从减少温室气体(GHG)排放来看,若位于大湖州的牧场进行适当的系统管理,每头牛每年可以减少3.23吨二氧化碳当量(CO2 eq.)。除此之外,RNG可替代化石能源,从而进一步减少GHG排放。总的来说,减少牧场的GHG排放非常重要,因为一些消费者对此比较担忧。

通过增加和多样化能源产品,RNG公司和合作牧场都可从中受益,从而增强为客户创造更多可再生能源的能力。

社会也会从RNG项目中受益,因为其不仅减少了牧场GHG排放,还减少了使用可再生能源(替代天然气或柴油)交通工具的GHG排放。美国环境保护署的数据显示,美国中、重型卡车每行驶一英里排放1.4kg二氧化碳当量。因此使用RNG替代化石燃料不仅可以减少GHG排放,还有益于空气污染地区实现清洁空气的目标。

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