康奈尔大学从粪便中提取能量以满足峰值供热需求

康奈尔大学正在开发一种系统，可以从牛粪中提取能量，以满足校园冬季最高的供热需求。在《可再生和可持续能源杂志》中，参与该项目的科学家对完成这项工作所需的问题进行了详细的分析，包括科学，经济和能源政策方面的考虑。

该大学已经参与了一项开发可再生能源和服务的计划，其目标是到2035年将其碳足迹减少100%。事实证明，在寒冷的地区(例如，纽约州伊萨卡市)，这些目标难以实现。大学所在地，因为其建筑物和实验室需要六个月以上的冬季供暖。

供暖需求是康奈尔能源使用的重要组成部分，并且在高峰采暖时间面临挑战。该大学正在开发一个地热项目，该项目将从地下3-4公里的热水中提取热量。这将提供足够的基础水平加热，但在经济上无法满足高峰需求。

为了满足冬季更深的热量需求，研究人员提出了一种系统，将学校的600头奶牛场的牛粪转化为甲烷和其他产品。该方法采用三步法，首先将粪便用微生物进行生物消化，以产生沼气，二氧化碳和甲烷的混合物。

接下来是第二阶段，将消化后的粪便转化为一种生物原油，再加上一种称为“水焦油”的物质，可以很好地改良土壤。

最后阶段将第一步产生的二氧化碳与湖水可再生电解产生的氢气结合起来，以生物方式产生可再生天然气RNG。可以将最终产品注入纽约州的天然气网格，其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几乎相同。

“拟议的系统每年将产生约9.09亿升的RNG，”作者Nazih Kassem说。“这可以满足年度高峰总供热需求的97%。其余部分可以通过购买天然气，增加康奈尔州的奶牛场规模或使用校园餐厅的食物垃圾进行共同消化来解决。再增加19头奶牛将导致足够的RNG产量，以满足年均峰值供暖需求。”

研究人员的详细经济分析表明，国家对RNG价格和其他问题采取政策的重要性。

卡西姆说：“如果纽约州采取政策建立碳市场并实现有竞争力的RNG定价，那么拟议的生物质能峰采暖系统将显示出盈利能力。”