康奈爾大學從糞便中提取能量以滿足峰值供熱需求

康奈爾大學正在開發一種系統，可以從牛糞中提取能量，以滿足校園冬季最高的供熱需求。在《可再生和可持續能源雜志》中，參與該項目的科學家對完成這項工作所需的問題進行了詳細的分析，包括科學，經濟和能源政策方面的考慮。

該大學已經參與了一項開發可再生能源和服務的計劃，其目標是到2035年將其碳足跡減少100%。事實證明，在寒冷的地區(例如，紐約州伊薩卡市)，這些目標難以實現。大學所在地，因為其建筑物和實驗室需要六個月以上的冬季供暖。

供暖需求是康奈爾能源使用的重要組成部分，并且在高峰采暖時間面臨挑戰。該大學正在開發一個地熱項目，該項目將從地下3-4公里的熱水中提取熱量。這將提供足夠的基礎水平加熱，但在經濟上無法滿足高峰需求。

為了滿足冬季更深的熱量需求，研究人員提出了一種系統，將學校的600頭奶牛場的牛糞轉化為甲烷和其他產品。該方法采用三步法，首先將糞便用微生物進行生物消化，以產生沼氣，二氧化碳和甲烷的混合物。

接下來是第二階段，將消化后的糞便轉化為一種生物原油，再加上一種稱為“水焦油”的物質，可以很好地改良土壤。

最后階段將第一步產生的二氧化碳與湖水可再生電解產生的氫氣結合起來，以生物方式產生可再生天然氣RNG。可以將最終產品注入紐約州的天然氣網格，其方式與風力渦輪機和太陽能電池板的電能返回電網的方式幾乎相同。

“擬議的系統每年將產生約9.09億升的RNG，”作者Nazih Kassem說。“這可以滿足年度高峰總供熱需求的97%。其余部分可以通過購買天然氣，增加康奈爾州的奶牛場規模或使用校園餐廳的食物垃圾進行共同消化來解決。再增加19頭奶牛將導致足夠的RNG產量，以滿足年均峰值供暖需求。”

研究人員的詳細經濟分析表明，國家對RNG價格和其他問題采取政策的重要性。

卡西姆說：“如果紐約州采取政策建立碳市場并實現有競爭力的RNG定價，那么擬議的生物質能峰采暖系統將顯示出盈利能力。”