Miksi biokaasugeneraattorijärjestelmät ovat hyödyllisiä maataloudelle?

Sähkön tuotto tilalla biokaasageneraattorijärjestelmien avulla

Lietteestä ja kasvinjätteistä luotava luotettava paikallinen sähköntuotanto

Biokaasageneraattorit hyödyntävät kaikenlaista maatilan jätettä – eläinten lantaa ja jääneitä viljelykasveja – ja tuottavat sähköä paikan päällä. Tämä tarkoittaa, että maanviljelijät eivät enää tarvitse niin paljon apua sähköverkolta, mikä on erityisen hyödyllistä jatkuvaa virtaa vaativien laitteiden, kuten maitotilojen lypsukoneiden ja kylmävarastojen, käytössä. Kun maatilat käsittelevät jätteensä itse eikä kuljeta niitä pois, ne säästävät kuljetuskustannuksia ja vähentävät metaanipäästöjä noin 90 prosenttia verrattuna tilanteeseen, jossa jäte vain lepää avoimissa kuopissa. Nämä järjestelmät käyttävät moottoreita, jotka kykenevät hyötymään biokaasasta noin kolme neljäsosaa–neljä viidesosaa sen energiasta, ja useimmat asennukset tuottavat sähköä noin puolella perinteisten voimaloiden tuotantonopeudesta, mikä tekee niistä kokonaisuudessaan erinomaisen tehokkaita.

Yhdistetyn lämmön ja sähkön tuoton (CHP) tehokkuus ja toimintavarmuus

Yhdistetty lämpö- ja sähköntuotanto (CHP) -järjestelmät parantavat huomattavasti energiatehokkuutta, koska ne hyödyntävät kaiken tuotetun energian lämpöhäviön – noin 30–50 prosenttia tuotetusta energiasta – esimerkiksi navettien lämmitykseen, kasvihuoneiden ilmastointiin tai käymälaitosten säilyttämiseen tarkoitetussa lämpötilassa. Yhdysvaltojen energiaministeriön viimeisimmän, vuoden 2023 raportin mukaan näiden järjestelmien kokonaistehokkuus voi olla noin 85 %. Tämä on varsin vaikuttava tulos verrattuna perinteisiin menetelmiin. Kun sähköverkot katkeavat myrskyjen tai muiden häiriöiden aikana, CHP-järjestelmät jatkavat toimintaansa keskeytyksettä, mikä selittää, miksi monet tilat luottavat niihin niin paljon. Nykyään saatavilla olevat uudet biokaasugeneraattorit ovat modulaarisia, mikä tekee niiden korjaamisesta helpompaa, ja viljelijät ilmoittavat saavansa yli 95 % käytettävyysasteen asianmukaisella huollolla. Lisäksi, koska moottoreihin kohdistuva rasitus on pienempi hyödynnetyn lämmön ansiosta, useimmat käyttäjät havaitsevat moottorien eliniän pidentyneen 15–20 vuodella verrattuna tavalliseen laitteistoon.

Biokaasageneraattorin asennuksen taloudelliset edut

Energian kustannusten alentaminen ja dieselkäytön korvaaminen

Maanviljelijät voivat säästää rahaa energialaskuissaan muuttamalla tilan jätteet käyttökelpoiseksi energiaksi biokaasageneraattoreiden avulla. Tämä tarkoittaa vähäisempää riippuvuutta ulkoisista sähkölähteistä ja ei enää tarvita kalliita dieselpohjaisia varajärjestelmiä. Otetaan esimerkiksi Fair Oaks Dairy, jossa käsitellään noin 9 000 lehmän lanta. Greengas Inc.:n mukaan tämä järjestelmä korvaa vuosittain noin 1,5 miljoonaa gallonaa dieselöljyä. Kun nämä järjestelmät rakennetaan yhdistettyihin lämpö- ja sähköntuotantoyksikköihin, tilojen kokonaismaiset energiakustannukset laskevat yleensä 30–50 prosenttia. Alhaisemmat kustannukset tarkoittavat nopeampaa investoinnin takaisin saamista ja parempia tuloksia maataloustoiminnalle, joka pyrkii olemaan ympäristöystävällisempi ilman, että sen kannattavuus kärsii.

Tulon generointi jätteestä ja lannoitteiden kustannusten alentaminen digestaatilla

Biokaasujärjestelmät tuovat mukanaan enemmän kuin vain säästöjä laskuissa. Ne luovat myös lisätuloja. Kun näistä järjestelmistä syntyy ylijäämäistä sähköä, maanviljelijät voivat saada siitä korvauksen erilaisten vihreän energian ohjelmien kautta. Joissakin osavaltioissa he voivat jopa myydä tätä sähköä suoraan energiayhtiöille erityissopimusten kautta. Näistä järjestelmistä syntyy myös niin sanottua digestaattia. Ajattele sitä luonnon omaksi lannoitteeksi, joka on täynnä ravinteita. Useimmat maanviljelijät huomaavat tarvitsevansa huomattavasti vähemmän kaupasta ostettua lannoitetta tämän prosessin aloittamisen jälkeen – joskus jopa 90 % vähemmän! Tämä aine toimii paremmin, koska kasvit ottavat typpiä helpommin talteen ja haitallisemman pinnanvesien kulkeutumisen vaara on pienempi. Käytännön luvut osoittavat, että maatilat, jotka siirtyvät tähän järjestelmään, vähentävät yleensä vuosittaisia kustannuksiaan 20–40 prosenttia. Tämä ei kuitenkaan koske pelkästään kustannussäästöjä. Kyse on itse asiassa siitä, kuinka paremmin kaikki osat sopivat yhteen, kun hallitaan sekä energiantarvetta että lannan ja muiden maatilan jätteiden käsittelyä.

Biokaasageneraattorijoukkojen ympäristöhyödyt maatilojen toiminnassa

Methaanin kiinniottaminen, kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen ja ilmastoystävällinen maatalous

Biokaasageneraattorit estävät methaania pääsemästä ilmakehään lannan altaista vettä sisältävistä altaista ja muista hajoavista jätteistä. Methaani on itse asiassa noin 28-kertaisesti vaarallisempi ilmastolle kuin hiilidioksidi. Kun maatilat keräävät tämän biokaasun ja polttavat sen, ne muuttavat merkittävän ympäristöongelman hyödynnettäväksi energiaksi. Tämä prosessi voi vähentää kasvihuonekaasupäästöjä noin 60 %:lla osallistuvilla maatiloilla. Jokaista tonnia lantaa, joka kulkee järjestelmän läpi, kohden vältetään vuosittain noin 2,5 tonnia CO₂-ekvivalenttipäästöjä. Nämä vähennykset auttavat täyttämään erilaisia ilmastoystävällisiä maatalousstandardeja ja tekevät toimintojen noudattamisesta helpompaa säännöksiä, kuten Yhdysvaltojen ympäristönsuojeluviraston (EPA) AgSTAR-ohjelmassa esitettyjä.

Hajunhallinta, patogeenien vähentäminen ja orgaanisen jätteen ohjaaminen pois

Anaerobinen hajottaminen vähentää luonnollisesti pahaa hajua, koska se hajottaa tuon hajuisia rasvahappoja ja rikkiyhdisteitä. Testit osoittavat, että tämä voi vähentää ärsyttäviä hajuja noin 80 prosenttia verrattuna siihen, että jätteet säilytetään avoimissa varastotankkeissa. Kun pidetään lämpötilaa korkeana (noin 50–60 °C) pidempään aikaan, suurin osa haitallisista bakteereista tuhoutuu myös. Yli 90 prosenttia vaarallisista mikrobeista, kuten Escherichia coli ja Salmonella, katoaa sekä ne ärsyttävät loismunat. Lisäksi anaerobinen hajottaminen muuttaa tämän orgaanisen materiaalin ravinteet kasvien todellakin tarvitsemiksi aineiksi sen sijaan, että kaikki tämä materiaali heitettäisiin kaatopaikalle tai annettaisiin saastuttaa vesijärjestelmiä. Tämä auttaa estämään nitraattien pääsemistä vesilähteisiin ja ylläpitää paikallisten vesialueiden terveyttä kokonaisuudessaan.

Hajotustuote: kestävä sivutuote, joka parantaa maan terveyttä

Biokaasugeneraattoreista saatava tuote ei ole pelkkää jätettä, vaan todellakin arvokasta orgaanista lannoitetta, joka muuttaa muuten hylättäväksi jäävän aineen hyödylliseksi maaperälle. Tästä prosessista jäävä neste sisältää 60–80 prosenttia typpeä, jota kasvit voivat käyttää suoraan, sekä kohtalaiset määrät fosforia ja kaliumia. Maanviljelijät, jotka vaihtavat tavallisen kemiallisen lannoitteen tilalle tätä tuotetta, huomaavat usein sadon kasvavan noin 10–30 prosenttia paremmin. Lisäksi maaperä vahvistuu ajan myötä, sillä sen vedenpidätyskyky paranee ja yleinen rakenne parantuu. Yksi merkittävä etu on, että anaerobinen hajotusprosessi poistaa kaikki haitallisesti vaikuttavat bakteerit ja epämiellyttävän hajun, jotka liittyvät raakalantaan, joten jäljelle jäävä materiaali on paljon turvallisempaa levittää peltoihin ilman saastumisvaaroja. Useimmat maanviljelijät voivat levittää tätä hajottumatuotetta olemassa olevalla laitteistollaan, mikä tarkoittaa pienempiä kustannuksia kalliiden kaupallisien lannoitteiden hankinnassa. Usean viljelykauden säännöllisen hajottumatuotteen käytön jälkeen maaperä rikastuu humuksesta ja sen kuivuusvastus paranee noin 70 prosenttia verrattuna perinteisiin menetelmiin. Tämä tekee hajottumatuotteesta tärkeän osan nykyaikaista maataloutta, joka toimii luonnon kanssa eikä sen vastaan.