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Perché la digestione anaerobica sta diventando la prossima grande fonte di energia rinnovabile

Quando Resourceful Earth Limited annunciò che avrebbe costruito un impianto per convertire in energia 35.000 tonnellate di rifiuti alimentari locali ogni anno - abbastanza per fornire l'80 percento dell'energia alla vicina città di Keynsham, nel Regno Unito - la società divenne l'ultima ad impiegare anaerobica digestione per ridurre gli sprechi, generare energia e ridurre le emissioni di carbonio. Il suo localismo è giunto alla sua conclusione, non solo ciò che una comunità acquista, ma anche ciò di cui si libera.

"Questo è il nostro piano ideale per rendere ... un sistema in cui siamo in realtà un circuito chiuso", afferma Jo Downes, brand manager di Resourceful Earth. “È tutto autonomo. Lo spreco alimentare viene prodotto da una comunità, viene convertito in elettricità e ritorna di nuovo in quella comunità. È autosufficiente. "

La digestione anaerobica, come mezzo per convertire la biomassa in energia, è stata praticata per centinaia di anni, ma lo sforzo a Keynsham è un indicatore della maturazione della tecnologia. Mentre l'attenzione in tutto il mondo si è rivolta alle energie rinnovabili, la digestione anaerobica ha iniziato a diventare una fonte di energia economicamente praticabile che sfrutta gli esseri umani nel modo più dispendioso e creativo. I comuni locali, comprese le strutture per le acque reflue, nonché le società private e persino il Dipartimento dell'Energia stanno perfezionando la tecnologia per renderla più efficiente e pratica.

"La digestione anaerobica è affascinante perché è un modo relativamente semplice e naturale di trasformare un'ampia varietà di rifiuti complessi in un semplice gas combustibile", afferma David Babson, responsabile tecnologico presso l'ufficio delle tecnologie bioenergiche del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. "La chiusura dei circuiti di scarico e il recupero di energia dai rifiuti rappresenta una profonda opportunità per migliorare contemporaneamente la gestione dei rifiuti e affrontare il cambiamento climatico".

La stessa tecnologia è piuttosto semplice. Racchiudere una miscela di materiale organico umido come rifiuti di cucina o rifiuti di esseri umani o fattorie o strutture per la lavorazione degli alimenti, in un contenitore privo di ossigeno con batteri anaerobici presenti in natura. I rifiuti vengono suddivisi in quattro diversi processi consecutivi, rilasciando infine anidride carbonica, acqua, metano e una sospensione scura di materiale organico e sostanze nutritive chiamate digestato. Il metano viene sifonato e raffinato per l'uso come combustibile o bruciato per alimentare le turbine.

L'East Bay Municipal Utility District, nel nord della California, ha realizzato che, nel corso del trattamento delle acque reflue di abitazioni, fattorie e impianti di trasformazione alimentare, potevano aggiungere un passo per produrre parte della propria energia. (EBMUD) Il trattamento dei rifiuti è un processo ad alta intensità energetica e con l'installazione di 11 unità di digestione anaerobica e tre turbine, EBMUD ora produce il 135 percento del proprio fabbisogno energetico. (EBMUD)

La moderna digestione anaerobica ha avuto inizio nel settore delle acque reflue. I comuni, come l'East Bay Municipal Utility District nel nord della California, si sono resi conto che nel corso del trattamento delle acque reflue di abitazioni, fattorie e impianti di trasformazione alimentare, potevano aggiungere un passo per produrre parte della propria energia. Per EBMUD, gli ultimi 15 anni sono stati un viaggio alla ricerca di maggiore efficienza e capacità di produzione di energia. Il trattamento dei rifiuti è un processo ad alta intensità energetica e con l'installazione di 11 unità di digestione anaerobica e tre turbine, EBMUD ora produce il 135 percento del suo fabbisogno energetico, lasciando ulteriore energia che può quindi essere venduta, afferma Jackie Zipkin, responsabile dell'ingegneria delle acque reflue.

"Una delle cose interessanti del tipo di energia rinnovabile che produciamo è che è 24 ore su 24, 7 giorni su 7, e quando si guardano cose come il solare e l'eolico, non hanno quella capacità di caricamento di base", afferma Zipkin. "Penso che ci sia sempre più interesse a livello nazionale per le energie rinnovabili, e in particolare per il biogas."

I caseifici sono il più grande emettitore di metano in California, afferma Valentino Taingco, responsabile del programma di biomassa presso SMUD. (SMUD) Questo generatore è alimentato dal prodotto metano. (SMUD) Il generatore converte il gas in elettricità, che viene trasmesso tramite linee elettriche alla rete SMUD. (SMUD)

Nel frattempo, oltre a collaborare con hotel e ristoranti per sviluppare un programma di raccolta dei rifiuti alimentari, il distretto di utilità comunale di Sacramento si è ampliato a modo suo, collaborando con le caseifici per fornire digestori in loco per il letame e i rifiuti delle lagune. I caseifici sono il più grande emettitore di metano in California, afferma Valentino Tiangco, un responsabile del programma di biomassa presso SMUD. Come gas serra, il metano è particolarmente potente, anche se non di lunga durata; si può fare ben poco sulle eruzioni di metano dei ruminanti, ma la deviazione del concime ai digestori anaerobici può ridurre la produzione complessiva di metano e il distretto di utilità sta aiutando i caseifici della contea di Sacramento a ottenere sovvenzioni per compensare l'alto costo iniziale dei digestori.

Quando EBMUD, SMUD e altri comuni hanno capito di poter innovare in questo campo, hanno iniziato a sperimentare diverse tecniche, miscele e processi organici e hanno aperto la strada ad altri progetti più complicati. Il ciclo dei consumi e dei rifiuti che guida le comunità potrebbe essere hackerato per chiudere molti dei buchi in cui i rifiuti preziosi vengono, beh, sprecati. È una specie di premessa "usa l'intero animale", ma con rifiuti organici.

La Terra piena di risorse sta anche chiudendo diversi anelli, usando il calore in eccesso dal processo per asciugare i trucioli di legno che vengono utilizzati nelle caldaie a biomassa e inviando digestato ricco di nutrienti alle aziende agricole da utilizzare come fertilizzante. Se la società è in grado di fornire l'80% dell'energia della città, come sostiene, potrebbe fungere da modello per la digestione anaerobica su scala locale, dove cibo, energia e fertilizzanti creano un circuito efficiente e chiuso.

Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti sta lavorando per ottimizzare la distribuzione e le catene di approvvigionamento, ma soprattutto, afferma Babson, per perfezionare il processo chimico che converte i rifiuti. Se riescono a fermare il processo in breve tempo, dopo che è stato suddiviso in alcoli ma prima che si trasformi in metano e anidride carbonica, i prodotti potrebbero essere raffinati in carburanti a reazione, benzina e altri prodotti di alto valore, tutti considerati rinnovabili. da quando il carbonio rilasciato è stato assorbito dall'atmosfera dalle piante che sono diventate il cibo, che è diventato il rifiuto, che è diventato il gas.

Perché la digestione anaerobica sta diventando la prossima grande fonte di energia rinnovabile