建议农民、农场组织和农业合作社在爱尔兰的厌氧消化(AD)发展中发挥重要作用。
“我们可以选择不作为,让他人来建设这些工厂,或者农民可以主动出击,”Teagasc的FLEET项目研究员Maurice Deasy博士表示。
在最近一期的《路标系列》播客中,他提到,如果AD工厂由农民自己建设和运营,将会给他们带来好处。
作为气候计划的一部分,爱尔兰政府设定了到2030年生产5.7太瓦时生物甲烷的目标,这相当于爱尔兰目前天然气需求的10%。到2025年的中期目标是1太瓦时。
AD工厂产生的沼气可以转化为生物甲烷,作为天然气的直接替代品。生物甲烷也可用作卡车的CNG燃料,而二氧化碳副产品则可用于食品和饮料行业。
政府将推出一项针对农业部门的国家生物甲烷战略,以实现减排目标,助力企业脱碳,并帮助爱尔兰实现其欧盟可再生热能目标。
生物甲烷将帮助农民实现到2030年(相较于2018年)减排25%的目标。
“我们的泥浆罐和板条棚屋是甲烷排放的来源。如果我们能从农业中提取这些泥浆并进行消化,捕获其中的甲烷,将有助于减少排放,”Deasy博士指出。
“在德国,通常大量使用玉米,而在英国则使用甜菜和全株作物,但在爱尔兰,我们更多地谈论草,因为90%的农业用地是草地。我们认为可以在不使用化学氮的情况下生产草,这对可持续性至关重要。”FLEET研究员(农场经济、环境和运输模型)解释道。
Teagasc正在研究将红三叶草青贮和多种青贮用于AD工厂。爱尔兰的青贮牧草产量在欧洲独树一帜,使用苜蓿等豆类作物可以减少或消除对氮肥的需求。目前,三叶草的一些问题涉及轮牧、更长的休息时间和更高的残留物,若三叶草作为AD原料生产,这些问题将不复存在。
相反,如果使用化学氮来种植青贮饲料,将降低生物甲烷的环境可持续性。Deasy博士解释道:“化学氮的排放量很大,必须在RED 2中考虑。”RED 2是可再生能源指令,要求所有欧盟成员国的燃料供应商到2030年提供至少14%的可再生运输燃料。
根据该指令,动物粪便因捕获甲烷而获得粪肥信用,否则这些甲烷将流失到大气中。
AD工厂产生的沼气通常被转化为热能和电能。电力可以出售给电网,产生的热量可用于加热家禽养殖场或奶酪加工设备。在德国,AD工厂通常提供区域供热系统。“一个AD工厂24小时运行,始终在产生气体。这种能量可以储存并在需要时使用,这与太阳能和风能有很大不同,”Deasy博士说。因此,当需求最高时,AD电力可以以溢价出售。然而,爱尔兰共和国目前尚未设立向电网出售AD电力的计划。
爱尔兰农民是否愿意为AD工厂提供青贮饲料?寻找这个问题的答案是FLEET研究的一部分。
Deasy博士表示:“大多数农民,接近65%,表示‘不,我不会向AD工厂提供青贮饲料。’我认为这在很大程度上取决于意识。如果你不知道AD是什么,被问到是否愿意提供青贮饲料时,你会说‘不,因为我不知道AD工厂是什么。’”
另一方面,15%的农民表示,如果市场价格合适,他们会考虑提供。“这实际上可能足够农民供应5.7太瓦时的电力,以及10%的天然气电网。我们不需要每个农民都这么做。我们只需要少量农民来供应草。”
农民普遍愿意接受来自AD植物的消化有机肥副产品。
但超过15%的农民需要泥浆。通常,AD工厂在新鲜重量的基础上使用50/50的青贮饲料和浆料混合。
Deasy博士表示:“80%的能量来自青贮饲料,20%来自浆料,甚至更少。”为了达到RED 2的目标,由于相关的排放,例如收获柴油产生的排放,青贮饲料不能在AD工厂中100%使用。使用泥浆可以抵消这些排放,因为捕获了泥浆中的甲烷,否则会流失到大气中。Deasy博士建议,AD植物不需要水浆。
他补充道:“纤维也不能产生沼气,因此那些大而高产的木质纤维素青贮饲料非常适合喂养乳牛,对瘤胃健康非常有益,但这不是AD植物所需要的。”
FLEET研究人员评估了以每吨30欧元至40欧元的价格销售青贮饲料的盈利能力。乳制品总是更有利可图。但以每吨40欧元的价格,AD青贮饲料可能比耕作赚得更多。Deasy博士表示:“一般来说,一个耕作的农民不太可能为了AD而去种草。”
“对于你的牛羊企业来说,一旦AD青贮饲料的价格达到每吨40欧元,那么与现有系统相比,出售AD草在经济上确实更可行。必须提高利润,才能让农民从一种系统转向另一种系统,否则为什么要改变,为什么要冒险?”他说。
Deasy博士表示:“我认为,AD在减少温室气体排放方面发挥了作用,尤其是从反刍动物身上提取的粪便。”“如果一个农民有太多的奶牛,这是一个机会。你可以卖掉你的泥浆,获得证书。现在你已经减少了你的有机负荷。”
在奶牛场,大约10%的排放通常与泥浆罐有关,它会排放甲烷。
“AD的优势在于,如果你把泥浆从农场拿出来,出口到AD工厂,捕获甲烷,现在我们可以把它作为一种能源。”
将尽可能新鲜地收集浆液。
Deasy博士支持一种既能激励农民生产粮食又能生产能源的制度。如果农民种植的草比他们喂牛的草多,多余的草就可以用来供应AD植物,从而使农场收入多样化。AD还将创造相当多的农村就业机会,因为它涉及三到四次青贮、管理浆料、分配消化液等。
来自AD植物的消化肥料通常是6-8%的干物质,如牲畜泥浆。然而,肥料的价值增加了,特别是植物可利用的氮。消化物的营养成分是经过验证的。
Deasy博士表示:“你有更多的氮,更容易获得,所以你会得到更好的作物反应。”
如果提供原料的农民不需要回收站,他们可以获得信贷,而其他人将使用回收站。特别是耕地,将非常重视这种肥料。
北爱尔兰和英国已经有许多AD工厂。猪浆、食物垃圾、工业垃圾都是很好的原料,但资源有限。Deasy博士表示:“在牛浆和草青贮方面,达到大量的潜力很大。”
Teagasc Grange是一个AD试点工厂的所在地。每天,它将需要大约10吨干草青贮25%的干物质和近15吨泥浆。它将需要大约70公顷的青贮饲料和1000头牛的冬季泥浆。
该电厂每年将产生约3.2千兆瓦时的能源。然而,预计将有更大的(20至30千兆瓦时)工厂,主要以农业材料为原料。这样的工厂每天需要大约100吨青贮饲料和150吨浆料。
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