Avant que la digestion anaérobie ne gagne en popularité dans l'industrie laitière, Allen Farms avait déjà prouvé les mérites de la technologie de traitement du fumier et de production d'électricité.
« Notre système était tellement un prototype au début, " dit Dave Allen, un Oshkosh, Wisconsin, producteur laitier. « Maintenant que les bugs ont été résolus, tout fonctionne bien.
Depuis 2012, Allen a travaillé en collaboration avec l'Université du Wisconsin Oshkosh (UWO) et BIOFerm Energy Systems (biofermenergy.com) pour acheter et installer le digesteur anaérobie sur sa ferme de 130 vaches. Le fonctionnement du digesteur dépend désormais de l'apport quotidien d'Allen en fumier et autres matières premières, tandis que le personnel de l'UWO gère les aspects techniques du système.
L'efficacité holistique est la marque du rôle du digesteur dans la ferme laitière. « Nous prenons les déchets et en récupérons le méthane, ", dit Allen. "À partir de ce, nous produisons de l'électricité et de la chaleur. Quand tout est dit et fait, nous avons un engrais formidable à remettre sur la terre.
La production électrique annuelle du digesteur est suffisante « pour fournir de l'électricité à environ 50 foyers américains moyens, " dit Brian Langolf, directeur du programme de biogaz de l'UWO. « L'unité de production combinée de chaleur et d'électricité de 64 kilowatts du digesteur peut produire un maximum de 1, 536 kilowattheures par jour, ou 560, 640 kilowattheures par an. Nous fonctionnons actuellement à 80 % à 90 % de la pleine capacité de production. L'électricité est vendue à la compagnie d'électricité locale.
Outre la gestion des opérations techniques du digesteur, L'UWO était à l'origine partenaire du projet par le biais de contributions financières. Ainsi, UWO bénéficie de la vente de l'électricité.
« Nous convertissons le biogaz en électricité et le vendons à la compagnie d'électricité, », dit Langolf. "La compagnie d'électricité crédite l'électricité à l'université, et de cette façon, notre partenariat unique avec Allen Farms nous aide à atteindre nos objectifs de développement durable sur le campus en matière de réduction des émissions de carbone.
En plus d'utiliser l'électricité du digesteur de la ferme, L'UWO mène également des activités de recherche et d'éducation pour les étudiants de l'établissement.
Avantages du fumier
Allen récolte les bénéfices de la gestion du fumier, bien sûr, ainsi que la chaleur générée par le digesteur, qui chauffe son 2, Maison de 200 pieds carrés et boutique de 45 × 54 pieds.
Le digesteur comprend deux cuves de fermentation d'une capacité combinée de 80, 000 gallons. Allen charge quotidiennement la trémie d'alimentation avec des raclures de fumier, sac de lit, et parfois des résidus de récolte provenant de la ferme et des déchets alimentaires industriels. Le système en traite près de 6, 000 tonnes par an de matière première.
« Nous maintenons la température à 100 ºF. et ajouter des bactéries, et le bioproduit est du méthane, », dit Langolf. L'unité de production combinée de chaleur et d'électricité du digesteur convertit le méthane en électricité et en chaleur.
Après ce traitement, le fumier digéré, ou digestat, se jette dans une lagune ouverte, où il est stocké pour des applications ultérieures dans les champs cultivés. « Le digestat a moins d'odeur que le fumier brut, et ses nutriments sont plus biologiquement disponibles pour les plantes que les nutriments contenus dans le fumier brut, », dit Langolf.
Allen applique généralement le digestat aux 700 acres de maïs de la ferme, soja, et luzerne à raison de 9, 000 gallons par acre. « Cette quantité de fumier réduit considérablement la quantité d'engrais acheté que nous appliquons, " il dit. « Nous testons nos sols, et nous suivons un plan de gestion des éléments nutritifs.
Si les tests montrent que l'azote est court pour le maïs, par exemple, il complétera le digestat avec 100 livres par acre d'urée. "D'autre part, si nous enlevons un champ de luzerne et que nous en avons appliqué 9, 000 gallons par acre de digestat, le digestat et la luzerne fournissent ensemble la fertilité nécessaire pour faire pousser une récolte de maïs, ", dit Allen.
Les cultures fournissent tous les aliments consommés par le bétail. « Nous avons toujours un excédent à vendre, également, " il dit.
Lorsque des producteurs à relativement petite échelle comme Allen envisagent d'adopter la technologie de digestion anaérobie, Langolf suggère qu'une vision globale du système peut donner une vue d'ensemble du résultat potentiel.
« Ne regardez pas seulement la production potentielle d’électricité et de chaleur, " il dit. « Regardez également l'arrière-plan du système. Examinez ses avantages environnementaux potentiels - par exemple, comment il réduit le risque de contamination possible des eaux souterraines par le fumier brut.
Considérez les autres avantages de la gestion des éléments nutritifs, également, comme une meilleure biodisponibilité des nutriments.
« Beaucoup de ces avantages ne rapportent pas toujours un chèque à la ferme, », dit Langolf. « Là où je vois que les digesteurs sont utilisés avec le plus de succès, c'est dans les fermes où les opérateurs voient la valeur du digesteur de manière holistique. »
Système à coût prohibitif
Néanmoins, les coûts d'achat et d'installation d'un système de digestion peuvent être prohibitifs pour les exploitations d'élevage, et la technicité de la surveillance des systèmes est lourde. Il est généralement difficile de compenser ces coûts et défis par la vente d'énergie à partir de la ferme en raison des réglementations actuelles au sein de l'industrie de l'énergie.
« Des obstacles existent à certains niveaux étatiques et locaux pour pouvoir développer de manière rentable des options derrière le compteur, facturation nette, et des capacités d'injection de pipeline, », dit Langolf.
Cela ouvre la porte, il dit, aux organisations et aux entreprises qui s'associent aux agriculteurs pour supporter l'essentiel de l'investissement et générer des opportunités grâce aux digesteurs. (Voir l'histoire ci-dessus.)
« Je pense que la technologie de digestion anaérobie a le potentiel - à la fois seule et en combinaison avec d'autres technologies - de développer des sources d'énergie durables, " il dit.
