何世代にもわたって、牛糞は酪農場経営の副産物にすぎませんでした。しかし、マサチューセッツ州ラトランドにあるジョーダンの酪農場では、それは電気、熱、肥料、さらには動物保護源として、はるかに貴重なものとなっています。 2011 年、家族経営の酪農場は、マサチューセッツ州初の農業用嫌気性消化装置と称する装置を設置しました。このシステムは、酸素のない環境で微生物を使用して肥料やその他の有機廃棄物を分解し、発電に使用できるバイオガスを生成します。弟のブライアンと一緒に農場を経営するランディ・ジョーダンさんは、電気代の高騰に対処する方法を探していました。ヨルダンの酪農場では毎日数百頭の牛から肥料が生産されており、ヨルダンはこの廃棄物をエネルギーに変換できないか研究し始めました。 答えは嫌気性消化でした。2020 年までに、このシステムにより、農場では無駄になる熱、肥料、敷料が年間約 155,000 ドル節約されることになります。

パン焼き機はどのように動作するのですか?

このシステムの背後にある科学は、自然な生物学的プロセスに基づいています。肥料などの有機物には、微生物が消費できる化合物が含まれています。嫌気性消化槽内では、材料は酸素のない状態に保たれ、微生物によって材料が分解され、メタンや二酸化炭素などの混合ガスが放出されます。メタンは燃焼して電気と熱を生成します。ヨルダンの酪農場では、飼料に含まれる物質は肥料だけではありません。工場から収集された食品および飲料廃棄物は、消化のための有機物の量を増やすために農場の肥料と混合されます。このシステムを運営するバンガード・リニューアブルズによると、同農場の消化装置は毎年約2万トンの食品廃棄物と9,125トンの肥料を受け入れている。 材料は 500,000 ガロンの蒸解釜内で処理されます。微生物が混合物を分解し、2 つのモーターに動力を供給するバイオガスを生成します。バンガードによると、エンジンの合計容量は約800キロワットで、年間約4,200メガワット時の再生可能エネルギーを生産する。

肥料は電気、熱、光に変換されます

このプロセスは、単一の廃棄物の流れを複数の農場資源に変え、いくつかの有益な結果をもたらします。 このシステムで発電した電力は農場で使用できるほか、余剰電力は近隣の企業に直接販売することもできます。プロセス中に発生する熱も重要な利点です。 2020年、ジョーダン氏はワシントン・ポストに対し、井戸から生み出される熱と熱水によって農場は年間約3万5000ドルを節約できると語った。この農場では、国内プロセスから大量の液体肥料も受け取っています。当時、ジョーダン氏は、このシステムにより毎年約1,400万ガロンの液体肥料が生産され、農業の肥料コストが約10万ドル節約されると述べた。 残った固形物はペットの寝具としても使用できるため、さらに年間約 20,000 ドルの節約になります。合計すると、これらの節約額は年間約 155,000 ドルになります。バンガードからの現在のプロジェクト情報も同様に、農業の利点として、エネルギーコストの削減、低炭素肥料、熱回収、化学肥料の使用量の削減、臭気の軽減を列挙しています。

なぜ彼らは牛の糞尿に食品廃棄物を投入するのでしょうか？

食品廃棄物を肥料貯蔵所に入れるというアイデアは、プロジェクトの経済性にとって特に重要でした。 ジョーダンが初めて蒸解釜を調べたとき、この技術はすでに数十年前から存在していました。しかし、以前のシステムの多くは財政面でも運用面でも困難を抱えていました。ワシントン・ポスト紙によると、エネルギーコンサルタントのビル・ジョーゲンソン氏は、食品廃棄物と肥料を混ぜることを提案したという。余分な有機材料によりエネルギー生産が増加する一方、食品廃棄物の処理を検討している企業は、その材料をリサイクルするために費用を支払うことができます。これにより、同じインフラストラクチャを中心とした 2 番目の収益源が生まれました。この協定は、埋め立て地に送られた有機廃棄物が分解する際にメタンを生成する可能性があるという、別の環境問題にも取り組んでいる。代わりに、有機物質を制御された蒸解釜に入れることで、メタンの多くを収集して使用することができます。農場にとって、食品加工業者や他の産業から出る廃棄物は代わりに無価値なものになります。

メタンはどうなるのでしょうか？

ピットで生成されるバイオガスには、エネルギー生成に使用される成分であるメタンが含まれています。ヨルダンの酪農場では、ガスは電気を生成する発電機に送られます。その際に発生する熱も農場の周囲で利用されます。農場自身のウェブサイトによると、この消化装置は毎日約5,500ポンドの二酸化炭素排出量を相殺するのに十分なクリーンエネルギーを生成し、バンガード社は年間発電量を4,200メガワットと見積もっている。その後、このシステムは当初の設置を超えて拡張されました。ジョーダン デイリー ファームズは、2016 年にマサチューセッツ州スペンサーの施設に 2 つ目の消化槽を追加したと述べています。ラトランド事業そのものも、農場ベースの再生可能エネルギープロジェクトのより大きなネットワークの一部となっている。