Защо биогазовите генераторни установки са полезни за селското стопанство?

Производство на електроенергия на фермата с генераторни агрегати за биогаз

Превръщане на навоза и остатъците от реколтата в надеждна електроенергия на място

Генераторите на биогаз използват всевъзможни видове фермерски отпадъци — от животински тор до остатъци от реколтата — и ги превръщат в електричество непосредствено на място. Това означава, че фермерите вече не са толкова зависими от електрическата мрежа, което е особено полезно за захранване на оборудване, което изисква непрекъснато захранване, като например машини за доене и хладилни помещения. Когато фермите преработват собствените си отпадъци вместо да ги изнасят навън, те спестяват средства за транспортиране и намаляват емисиите на метан с около 90 % в сравнение със ситуацията, при която отпадъците просто се събират в открити ями. Двигателите, използвани в тези системи, успяват да уловят около три четвърти до четири пети от енергията в биогаза, а повечето инсталации произвеждат електричество с ефективност, равна на около половината от тази на традиционните електроцентрали, което прави тези системи изключително ефективни като цяло.

Ефективност и експлоатационна устойчивост на комбинираните топлоелектроцентрали (КТЕЦ)

Системите за комбинирано производство на топлина и електричество (КПТ) значително повишават ефективността, тъй като улавят цялото отпадно топлинно количество – около 30–50 % от произведеното – и го използват за нужди като отопляване на обори, регулиране на климата в оранжерии или поддържане на биогазовите ферментатори при оптимална температура. Според последните данни от Министерството на енергетиката на САЩ, публикувани в доклада им за 2023 г., тези системи могат да постигнат ефективност от около 85 %. Това е доста впечатляващо в сравнение с традиционните методи. Когато електрическите мрежи излизат от строя по време на бури или други аварии, системите за КПТ продължават да работят непрекъснато, което е причината много ферми да разчитат толкова силно на тях. Съвременните биогазови генератори, налични днес, са проектирани с модулни компоненти, които улесняват ремонта, а фермерите съобщават над 95 % време на работа при правилно поддържане. Освен това, тъй като двигателите изпитват по-малко напрежение благодарение на рекуперираното топлинно количество, повечето оператори наблюдават удължаване на живота на двигателите с 15–20 години спрямо стандартното оборудване.

Икономически предимства от инсталиране на биогазова генераторна установка

Намаляване на енергийните разходи и заместване на дизеловото гориво

Фермерите могат да спестяват пари за енергия, като превръщат отпадъците от фермата в използваема енергия чрез биогазови генератори. Това означава по-малка зависимост от външни източници на електричество и няма нужда от скъпите резервни дизелови системи. Вземете за пример млечната ферма Fair Oaks Dairy, където се преработва тор от около 9000 крави. Според Greengas Inc., тази инсталация замества около 1,5 милиона галона дизелово гориво всяка година. А когато тези системи са конфигурирани като комбинирани топлоенергийни установки, фермите обикновено наблюдават намаляване на общите си енергийни разходи с 30 до 50 процента. По-ниските разходи означават по-бързо възстановяване на инвестициите и по-добри резултати за крайния финансов резултат на земеделските стопанства, които целят екологична трансформация, без да жертват печалбата си.

Генериране на приходи от отпадъци и намаляване на разходите за торове чрез дигестат

Биогазовите системи носят повече от само спестени пари по сметките. Те всъщност създават и допълнителни източници на приходи. Когато от тези системи остане излишна електроенергия, фермерите могат да получават възнаграждение чрез различни програми за зелена енергия. Някои щати дори позволяват на фермерите да продават тази енергия директно на енергийни компании чрез специални договори. Другият продукт, получен от тези системи, се нарича дигестат. Представете си го като естествено ториво, богато на хранителни вещества. Повечето фермери установяват, че след внедряването на този процес им е необходима значително по-малко комерсиална торовина — понякога до 90% по-малко! Това вещество действа по-ефективно, тъй като растенията по-лесно усвояват азота, а вероятността от вредно измиване във водните пътища е по-ниска. Реални данни показват, че фермите, които преминават към тази система, обикновено намаляват годишните си разходи с 20–40%. Но това не е само въпрос на спестяване на пари. Става дума предимно за по-ефективното взаимодействие между енергийните нужди и управлението на тора и другите отпадъчни продукти от фермата.

Екологичните предимства на биогазовите генераторни установки във фермерските операции

Улавяне на метан, намаляване на парниковите газове и климатично устойчиво земеделие

Биогазовите генератори предотвратяват изпускането на метан в атмосферата от езерца за тор и други разлагаеми отпадъчни материали. Всъщност метанът е около 28 пъти по-вреден за климата в сравнение с въглеродния диоксид. Когато фермите улавят този биогаз и го изгарят, те превръщат това, което би представлявало сериозен екологичен проблем, в използваема енергия. Този процес може да намали емисиите на парникови газове с около 60 % за участващите ферми. За всеки тон тор, който минава през системата, годишно се избягват емисии, еквивалентни на приблизително 2,5 тона въглероден диоксид. Тези намаления помагат за изпълнението на различни стандарти за екологично устойчиво земеделие и улесняват съответствието на операциите с регулаторните изисквания, като например тези, определени в програмата AgSTAR на Агенцията за опазване на околната среда (EPA).

Контрол на миризмите, намаляване на патогените и отклоняване на органичните отпадъци

Анаеробното ферментиране естествено намалява неприятните миризми, тъй като разгражда тези миришещи мастни киселини и съединения на сярата. Изследвания показват, че това може да намали неприятните миризми с около 80 процента в сравнение с просто оставянето на отпадъците в открити резервоари за съхранение. Когато поддържаме по-висока температура в продължение на по-дълги периоди — между около 50 и 60 °C — повечето патогенни бактерии също се унищожават. Над 90 процента от опасните микроорганизми, като например E. coli и Salmonella, изчезват, както и яйцата на досадните паразити. Освен това, вместо да изхвърляме целия този органичен материал на депо за отпадъци или да го допуснем до замърсяване на водните системи, анаеробното ферментиране превръща хранителните вещества в нещо, от което растенията действително имат нужда. Това помага да се предотврати измиването на нитрати в нашите водни източници и поддържа по-здравото състояние на местните водосборни басейни.

Дигестат: Устойчив страничен продукт, който подобрява здравето на почвата

Това, което се получава от биогазовите генератори, не е просто отпадъчен материал, а всъщност ценен органичен тор, който превръща това, което иначе би било изхвърлено, в нещо полезно за почвата. Течният остатък от този процес съдържа от 60 до 80 процента азот, който растенията могат да усвоят директно, както и значителни количества фосфор и калий. Фермерите, които преминават към използването на този продукт вместо обикновени химически торове, често наблюдават подобряване на растежа на културите си с около 10–30 процента. Освен това почвата става по-устойчива с течение на времето, тъй като задържа по-добре водата и има подобрена обща структура. Един от големите плюсове е, че процесът на анаеробно разграждане унищожава всички вредни бактерии и неприятните миризми, свързани с суровия тор, така че останалото вещество е много по-безопасно за разпръскване по полетата, без да се страхувате от проблеми с контаминацията. Повечето фермери установяват, че могат да прилагат този дигестат със своето съществуващо оборудване, което означава, че намаляват разходите си за скъпи комерсиални торове. След няколко сезони редовно използване на дигестат почвата става по-богата на хумус и показва около 70 процента по-добра устойчивост по време на сухи периоди в сравнение с конвенционалните методи. Това прави дигестата важна част от съвременните земеделски практики, които работят в съзвучие с природата, а не срещу нея.