康奈尔大学从粪便中提取能量加热校园

利用农业废物生物量综合生物遗产

一种利用农业废物化生产可再生生物甲烷以及其他共同产品(用于土壤修正,营养回收和运输生物燃料)的综合生物遗弃方法。信用:纳粹卡西姆,来自康奈尔大学,能源部的图像

大学考虑了将牛粪转换为甲烷的建议,并将其与地热能结合使用,全冬季加热校园。

康奈尔大学正在开发一个系统,以从牛粪中提取能量,以满足校园在冬季对热量的最高要求。在里面可再生与可持续能源杂志,通过AIP出版,与该项目相关的科学家详细分析了使这项工作所需的问题,包括科学,经济和能源政策考虑因素。

该大学已经参与了一项倡议,旨在开发可再生能源和服务,目标是将其碳足迹降低了100%到2035年。这些目标在寒冷地区难以实现,例如纽约伊萨卡,纽约大学位于,自建筑物和实验室需要超过六个月的冬季供暖。

加热需求是康奈尔能源使用的重要部分,并且在峰值加热时间发生挑战。该大学正在开发一个地热项目,提供从热水提取的3-4公里地下的热水。这将提供足够的基础级加热,但能够满足最高需求的经济上没有吸引力。

为了满足冬季深度的更多热量,调查人员提出了一个系统,以将牛粪从学校的奶牛场转换为600奶牛,以至于甲烷和其他产品。该方法采用三阶段方法,其中粪肥首先用微生物生物学消化以产生沼气,二氧化碳和甲烷的混合物。

接下来是第二阶段,将消化的粪肥转化为一种类型的生物油加上一种良好的土壤修正案的物质。

最后阶段结合了第一步中产生的二氧化碳,通过通过湖水可再生电解产生的氢气,以生物学产生可再生天然气,RNG。该最终产品可以注入纽约状态的天然气网格中,与风力涡轮机的电力相同,太阳能电池板返回电网。

“拟议的系统每年将生产约9900万升RNG,”作者Nazih Kassem说。“这可以提供年度总高峰供暖需求的97%。剩余的是通过购买天然气,增加康奈尔的乳制品群体或使用校园餐馆的食物废物来满足的剩余部分来实现共同消化。加入19个奶牛将导致足够的RNG生产,以满足平均年高峰供暖需求。“

调查人员详细的经济分析揭示了国家政策关于RNG价格和其他问题的重要性。

“如果纽约国家采用政策创造碳市场并实现竞争性的rng定价,那么拟议的生物质峰加热系统将显示盈利能力,”卡西姆说。

Reference: “Sustainable district energy integrating biomass peaking with geothermal baseload heating: A case study of decarbonizing Cornell’s energy system” by Nazih Kassem, James Hockey, Steve Beyers, Camilo Lopez, Jillian L. Goldfarb, Largus T. Angenent and Jefferson W. Tester, 22 December 2020,可再生与可持续能源杂志
DOI:10.1063 / 5.0024841

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