奶牛全身是宝:不仅牛奶能喝,科学家还盯上了它们的屎

为了减排,科学家无所不用其极,现在他们又盯上了牛粪。

康奈尔大学正在开发一种从牛粪中提取能量的系统,以满足校园在冬季对热量的高峰需求。在《可再生和可持续能源杂志》上,参与该项目的科学家详细分析了这项工作所面临的问题,包括科学、经济和能源政策方面的考虑。

当前,该校正参与一项开发可再生能源和服务的计划,其目标是到2035年,将碳足迹减少100%。实现这些目标的困难之一,就是部分地区的气候。比如这所大学所在的纽约伊萨卡,有6个月以上时间需要供暖。

对此,该校已经有一个正在开发的地热项目,计划从地下3-4公里处提取的热水中抽取热量。但这个项目只能提供基本的供暖,在经济上不足以满足高峰时段需求。

为了满足深冬时期对更多热量的需求,科学家提议建立一个系统,将学校奶牛场的牛粪转化为甲烷和其他产品。

这个设想并非异想天开,因为在现实中,牛就是动物中温室气体排放最多的,其中又有一大部分是甲烷。据悉,一头重约1200磅(约544公斤)的牛,每天放屁期间可释出800-1000升甲烷,以重量算在0.5吨以上。

甲烷这种气体的温室效应是等量二氧化碳的28倍,在复杂大气中,甲烷的温室效应可以达到等量二氧化碳的34倍。

所以,牛的排泄物是不少国家欲解决的事宜

康奈尔大学奶牛场饲养着600头奶牛。科学家打算采用3阶段方法,对它们的粪便进行处理。

首先是利用微生物对粪便进行生物消化,产生沼气,即二氧化碳和甲烷的混合物。

接着是第2阶段,将消化后的粪便转化为一种生物原油,再加上一些碳氢化合物的物质,用以改善土壤。

最后阶段,将第1阶段产生的二氧化碳收集起来,与湖水电解产生的氢气结合,以生物方式产生可再生天然气(RNG)。这种最终产品可以注入纽约州的天然气电网,方式与风力涡轮机和太阳能电池板的电能返回电网的方式大致相同。

研究作者表示:“拟议中的系统每年将生产约9.09亿升天然气。这可以提供97%的年峰值供热需求。剩下的部分可以通过购买天然气,增加康奈尔大学的奶牛群规模,或者利用校园餐厅的食物垃圾进行共消化来解决。再增加19头奶牛,将产生足够的RNG产量,以满足年平均峰值供热需求。”

几年前,阿根廷国家农业学院科学家还曾研制出一种奶牛背包,背包一端延伸的管子直接插入奶牛的消化腔,收集它们排放的气体。

据说,这一装备每天可以从奶牛体内提取300升甲烷,这些甲烷气体能转化为充足能量,可使汽车行驶24个小时。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

[1]https://www.sciencedaily.com/releases/2020/12/201222132106.htm

[2]https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0024841

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posted @ 21-01-14 08:01 admin  阅读:

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