De ce sunt avantajoase grupurile electrogene pe biogaz pentru agricultură?

Producția de energie electrică la fermă cu grupuri electrogene pe biogaz

Transformarea îngrășământului animal și a reziduurilor din culturi în energie electrică fiabilă produsă local

Generatorii de biogaz prelucrează diverse tipuri de deșeuri agricole, de la îngrășământul animal până la resturile de culturi, transformându-le în electricitate direct pe loc. Acest lucru înseamnă că fermierii nu mai trebuie să se bazeze atât de mult pe rețeaua electrică, ceea ce este extrem de util pentru alimentarea echipamentelor care necesită o sursă de energie constantă, cum ar fi mașinile de mulgere și unitățile de refrigerare. Atunci când fermele prelucrează propriile deșeuri, în loc să le transporte în afara fermei, economisesc costuri de transport și reduc emisiile de metan cu aproximativ 90 % comparativ cu situația în care deșeurile stau simplu în gropi deschise. Motoarele utilizate în aceste sisteme reușesc să captureze între trei sferturi și patru cincimi din energia conținută de biogaz, iar majoritatea instalațiilor produc electricitate cu un randament de aproximativ jumătate față de centralele electrice tradiționale, ceea ce le face foarte eficiente în ansamblu.

Eficiența și reziliența operațională a sistemelor de cogenerare (CHP)

Sistemele de cogenerare (CHP) îmbunătățesc semnificativ eficiența, deoarece valorifică întreaga căldură pierdută – aproximativ 30–50% din energia produsă – și o folosesc în scopuri precum încălzirea grajdurilor, reglarea climatului în seră sau menținerea digestoarelor la temperatura optimă. Conform datelor recente publicate de Departamentul Energiei al SUA în raportul lor din 2023, aceste sisteme pot atinge o eficiență de aproximativ 85%. Această valoare este destul de impresionantă comparativ cu metodele tradiționale. Atunci când rețelele electrice se întrerup în timpul furtunilor sau al altor incidente, instalațiile CHP continuă să funcționeze fără întrerupere, motiv pentru care multe ferme se bazează în mare măsură pe ele. Noile generatoare de biogaz disponibile în prezent sunt echipate cu componente modulare, ceea ce facilitează întreținerea și repararea; fermierii raportează o disponibilitate superioară de 95% în condiții de întreținere corespunzătoare. În plus, datorită reducerii solicitărilor termice asupra motoarelor prin recuperarea căldurii, majoritatea operatorilor constată o prelungire a duratei de viață a motoarelor cu 15–20 de ani față de echipamentele standard.

Avantajele economice ale instalării unui grup electrogen cu biogaz

Reducerea costurilor energetice și înlocuirea combustibilului diesel

Fermierii pot economisi bani pe facturile de energie transformând deșeurile agricole în energie utilizabilă prin intermediul generatoarelor de biogaz. Acest lucru înseamnă o dependență redusă de sursele externe de electricitate și nu mai este necesară folosirea costisitoarelor sisteme de rezervă cu motor diesel. Luați ca exemplu ferma Fair Oaks Dairy, unde se prelucrează gunoiul de grajd provenit de la aproximativ 9.000 de vaci. Conform informațiilor furnizate de Greengas Inc., această instalație înlocuiește anual aproximativ 1,5 milioane de galoane de combustibil diesel. În plus, atunci când aceste sisteme sunt configurate ca unități combinate de producere a căldurii și a energiei electrice, fermele obișnuiesc să observe o scădere a costurilor totale de energie cu 30–50%. Cheltuielile reduse înseamnă un ramburs mai rapid al investiției și rezultate financiare superioare pentru exploatațiile agricole care doresc să devină ecologice, fără a renunța la profitabilitate.

Generarea de venituri din deșeuri și reducerea cheltuielilor cu îngrășăminte prin digestat

Sistemele de biogaz aduc mai mult decât doar economii la facturile de energie. Ele creează, de fapt, și surse suplimentare de venit. Atunci când aceste sisteme produc excedent de electricitate, fermierii pot primi plăți prin diverse programe de energie verde. Unele state le permit chiar să vândă această energie direct companiilor de distribuție electrică, în baza unor contracte speciale. Celălalt produs rezultat din aceste sisteme este ceea ce se numește digestat. Gândiți-vă la el ca la îngrășământul natural al naturii, încărcat cu nutrienți. Majoritatea fermierilor constată că, după introducerea acestui proces, au nevoie de mult mai puțin îngrășământ cumpărat din comerț — uneori până la 90 % mai puțin! Acest material funcționează mai bine, deoarece plantele absorb azotul mai ușor și există un risc redus de scurgere nocivă în cursurile de apă. Datele reale arată că fermele care trec la acest sistem reduc, în mod tipic, cheltuielile anuale cu 20–40 %. Totuși, acest lucru nu se referă doar la economisirea de bani. Este vorba, de fapt, despre modul în care toate elementele se integrează mai bine atunci când se gestionează simultan necesarul de energie și destinația îngrășămintelor animale și a celorlalte deșeuri agricole.

Beneficiile ecologice ale grupurilor electrogene pe biogaz în exploatațiile agricole

Captarea metanului, reducerea gazelor cu efect de seră și agricultura inteligentă din punct de vedere climatic

Generatoarele de biogaz împiedică eliberarea metanului în atmosferă din lagunele de gunoi de grajd și alte materiale organice aflate în descompunere. Metanul este, de fapt, aproximativ de 28 de ori mai dăunător pentru climă decât dioxidul de carbon. Când exploatațiile agricole capturează acest biogaz și îl ard, transformă ceea ce ar fi reprezentat o problemă majoră de mediu în energie utilizabilă. Acest proces poate reduce emisiile de gaze cu efect de seră cu aproximativ 60 % pentru exploatațiile agricole participante. Pentru fiecare tonă de gunoi de grajd prelucrat în sistem, se evită anual aproximativ 2,5 tone de emisii echivalente cu dioxidul de carbon. Aceste reduceri contribuie la îndeplinirea diverselor standarde agricole prietenoase cu clima și facilitează conformitatea operațiunilor cu reglementările, cum ar fi cele prevăzute în programul AgSTAR al EPA.

Controlul mirosurilor, reducerea patogenilor și valorificarea deșeurilor organice

Digestia anaerobă reduce în mod natural mirosurile neplăcute, deoarece descompune acizii grași mirositori și compușii de sulf. Testele arată că această metodă poate reduce mirosurile deranjante cu aproximativ 80% comparativ cu depozitarea deschisă a deșeurilor în rezervoare. Când menținem temperaturi ridicate timp îndelungat — între 50 și 60 °C — majoritatea bacteriilor dăunătoare sunt eliminate. Peste 90% dintre germeni periculoși, precum Escherichia coli și Salmonella, dispar, împreună cu ouăle de paraziți care cauzează probleme. În plus, în loc să aruncăm acest material organic în depozitele de deșeuri sau să-l lăsăm să polueze sistemele acvatice, digestia anaerobă transformă nutrienții în substanțe de care plantele au nevoie cu adevărat. Aceasta contribuie la prevenirea spălării nitraților către sursele noastre de apă și menține în general o stare de sănătate mai bună a bazinelor hidrografice locale.

Digestatul: Un subprodus durabil care îmbunătățește sănătatea solului

Ceea ce rezultă din generatoarele de biogaz nu este doar material de deșeuri, ci de fapt un îngrășământ organic valoros, care transformă ceea ce ar fi altfel aruncat într-un produs benefic pentru sol. Lichidul rezidual obținut în urma acestui proces conține între 60 și 80 la sută azot asimilabil de plante, precum și cantități semnificative de fosfor și potasiu. Fermierii care înlocuiesc îngrășămintele chimice obișnuite cu acest produs observă adesea o creștere a randamentului recoltelor cu aproximativ 10–30 la sută. În plus, solul devine mai rezistent în timp, deoarece reține mai bine apa și prezintă o structură îmbunătățită în ansamblu. Un avantaj major este că procesul de digestie anaerobă elimină toate bacteriile dăunătoare și mirosurile neplăcute asociate gunoiului crud, astfel încât reziduul rămas este mult mai sigur de aplicat pe terenuri, fără riscul contaminării. Majoritatea fermierilor constată că pot aplica acest digestat folosind echipamentele existente, ceea ce înseamnă că cheltuiesc mai puțini bani pentru îngrășăminte comerciale scumpe. După mai multe sezoane de utilizare regulată a digestatului, solul devine mai bogat în humus și arată o rezistență cu aproximativ 70 la sută superioară în perioadele de secetă, comparativ cu metodele convenționale. Acest lucru face din digestat o componentă esențială a practicilor agricole moderne care lucrează împreună cu natura, nu împotriva acesteia.