Исследование исследует потенциал победы в производстве энергии с травяной энергией

Анаэробный ватер, используемый городским загрязнением города Аймса.Одно из двух недавних технико -экономических обоснования исследовательской группы Университета штата Айова, исследующей использование Prairie Grass, чтобы сделать биотопливо моделировать расширенную сеть анаэробных усвои в Эймсе.Кредит: Лиза Шульте Мур/Университет штата Айова.

Но преобразование части сельскохозяйственных угодий обратно в прерий должна иметь финансовый смысл для фермеров, поэтому исследовательская группа, возглавляемая экологом Университета штата Айова Лиза Шульте Мур, потратила последние шесть лет, изучая, как эффективно превратить собравшуюся траву в прибыльный возобновляемый природный газПолем

«Мы смотрим на существующие рынки, где уже есть спрос, используем существующую инфраструктуру, чтобы снизить затраты на энергетический переход и создать победы в нескольких категориях. Мы хотим побед для фермеров, побед для предприятий, побед для муниципалитетов и побед для общества, общества,«сказала Шульте Мур, профессор экологии и управления природными ресурсами, и директор консорциума по развитию человеческих и естественных регенеративных предприятий (C-Change).

«У нас может быть отличные Лрнс о том, что может быть, но если это не принесет пользы всем этим цепочкам поставок, этого не произойдет».

Пара недавно опубликованных статей, проведенной исследовательской группой Шульте-Мур, смоделировала экономическую осуществимость производства травы к газу в различных условиях и с разных точек зрения, анализ, который помогает раскрыть потенциал выигрыша системы.

«Чтобы заменить природный газ ресурсами, которые оживляют устойчивое сельское хозяйство, мы должны иметь возможность количественно оценить, сколько энергии мы можем производить, и показать, что она может быть экономически эффективным и экологически чистым»,-сказал доцент кафедры машиностроения Mark-Wright, совместноАвтор исследований.

Продолжающаяся исследование сосредоточено на оптимизации и расширении использования анаэробных усвоений.Биогаз высвобождается в анаэробном расщеплении, естественном процессе биодегрализации органического вещества без кислорода.Запечатленные в резервуарах, биогаз, биогаз может быть обработана в топливо, которое легко заменяет природного газа на основе нефти.Он также может питать электрические генераторы и производить удобрения.

В исследовании, опубликованном в исследовании BioEnergy, исследователи штата Айова смоделировали, как сеть писательщиков в Эймсе и вокруг него может обеспечить потребности города и энергетики.Животный навоз, биотоплива побочных продуктов, пищевые отходы и сточные воды присоединятся к травянистой биомассе, поскольку сырье поставляет до 10 писателей.Места, размер и количество объектов зависели от того, была ли сеть разработана главным образом для производства природного газа или электроэнергии.

Анализ обнаружил, что возобновляемый природный газ был наиболее экономически практичным направлением, а выравниваемая стоимость примерно вдвое больше исторической средней цены традиционного природного газа.Стимулы, поддерживающие производство чистой энергии, могут обеспечить повышение для того, чтобы сделать цены конкурентоспособными.Несмотря на это, видение того, как цепочки поставок варочных предложений будут работать для удовлетворения муниципальных потребностей, помогает городским лидерам представить возможности, сказал MBA-Wright.

«Мы хотели рассмотреть сезонность спроса и предложения в течение года, чтобы дать мэру, например, сценарии, на которые нужно смотреть и выработать стратегию», - сказал он.

Исследователи обсудили анаэробное пищеварение с муниципальными чиновниками сточных вод в нескольких городах Айовы, и, как правило, они были любопытны, сказала Шульте Мур, со-директор Института биоэкономики и сотрудника Макартура 2021 года.

«Их непосредственная потребность состоит в том, чтобы предоставить услугу своим клиентам 24–7. Но они работают над горизонтами планирования от 15 до 30 лет, поэтому они также думают о будущем»,- сказала она.

Другое исследование, опубликованное в BioEnergy GCB, смоделировало экономическое и экологическое воздействие двух гипотетических дайдеров, обрабатывающих травянистую биомассу в бассейне Гранд -Ривер на северо -западе Миссури и Юго -Западной Айовы.

За их ожидаемую 20-летнюю срок службы, дайдеры получат совокупную прибыль в размере более 400 миллионов долларов в наилучших условиях, основываясь на анализе исследователей.45 миллионов Gigajoules возобновляемого природного газа, созданных за два десятилетия - равенство примерно до 12,5 миллиардов киловатт, - будет углеродный след на 83% ниже природного газа, полученного от ископаемого топлива.Выбросы также проецируют, что они ниже, чем из кукурузного этанола или биодизеля на основе сои.

По словам MBA-Wright, большинство существующих анаэробных усваивателей, которые производят возобновляемые природные газы, работают на молочном навозе, поэтому важно разыграть, как они будут работать на травяной диете, сказал MBA-Wright.

«Это то, как мы ожидаем, это то, что мы ожидаем.

Прибыльные сценарии, рассмотренные в исследовании, основаны на существующих программах углеродного кредита, включая калифорнийский стандарт низкого углеродного топлива и федеральный стандарт возобновляемого топлива.Наиболее ценные результаты также требуют высокодоходной травы и реставрации прерий на некоторых из наименее продуктивных сельхозугодий.

Исследователи стремились быть максимально реалистичными в обоих исследованиях, учитывая все известные затраты, включая капитальные затраты.Но в ближайшие годы они будут еще более точными, так как методы улучшатся, а результаты новых исследований входят, сказал Шульте Мур.

«В будущем мы усовершенствоваем наши модели, подключив данные, которые наши исследовательские группы собрали прямо здесь, в Айове», - сказала она.

More information: Irene Mas Martin et al, Optimal Production and Dispatch of Renewable Natural Gas, Electricity, and Fertilizer in Municipal-Scale Anaerobic Digestion Supply Chains, BioEnergy Research (2024). DOI: 10.1007/s12155-024-10767-y

Olumide Olafasakin и др., Техно -экономический и анализ жизненного цикла возобновляемого природного газа, полученного из анаэробного расщепления травянистой биомассы: тематическое исследование водосбора в США, биоэнергетика GCB (2024).Doi: 10.1111/gcbb.13164