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Il progetto cinese mette al lavoro lo sterco di vacca
Un'industria in rapida crescita in Cina, l'agricoltura lattiero-casearia, è anche una nuova importante fonte di emissioni di gas serra. Ma Latteria Huishan nel nord-est della Cina sta cercando di cambiare questa situazione installando il più grande sistema al mondo per la generazione di elettricità raccogliendo il gas metano emesso dal letame di vacca in fermentazione.
Bruciatore: Huishan Dairy in Cina ha installato quattro di questi motori GE Jenbacher 420 per generare elettricità dal biogas.
I cinesi, storicamente, non sono stati grandi bevitori di latte, ma la diminuzione dei costi e gli sforzi di marketing aggressivi hanno cambiato le cose. Il nuovo sistema di Huishan impedirà al metano, che è 23 volte più potente dell'anidride carbonica come gas serra, di raggiungere l'atmosfera. Ridurrà anche i rifiuti e gli odori e produrrà un prezioso fertilizzante organico più sicuro del letame grezzo.
L'operazione a Huishan è 10 volte più grande dei tipici sistemi per la generazione di elettricità dal letame bovino. La sua enorme scala potrebbe aiutare a rendere il progetto più economico. GE, che fornisce i generatori alimentati a gas del progetto, spera anche che fungerà da vetrina per la tecnologia. Il metano non è ampiamente sfruttato nell'agricoltura in tutto il mondo, in gran parte a causa dei costi iniziali, della mancanza di modelli economici consolidati e dello scarso sostegno del governo.
Huishan, uno dei più grandi caseifici del paese, importa ogni mese 3.000 vacche dall'Australia per sostenere il suo enorme stock di 250.000 vacche, circa il doppio del numero di vacche da latte dell'intero stato della Florida. Il nuovo sistema di generazione di elettricità di Huishan elaborerà i rifiuti di 60.000 mucche e produrrà 5,6 megawatt di potenza. Genererà abbastanza elettricità per soddisfare le esigenze di 3.500 famiglie americane, il che significa che servirà molte più famiglie cinesi, che consumano molta meno energia.
Quello che in precedenza era il più grande sistema per la generazione di elettricità dal letame produceva due megawatt. La maggior parte di questi sistemi produce ancora solo poche centinaia di kilowatt. Huishan catturerà 20 milioni di metri cubi di biogas (che è circa il 60% di metano).
La tecnologia per catturare il biogas e utilizzarlo esiste da molto tempo. Nella sua forma più semplice, un digestore chiuso consente agli organismi anaerobici di scomporre il letame e catturare il metano prodotto. Il gas viene quindi travasato in un tubo per cucinare o illuminare. Il governo cinese stima che milioni di piccole aziende agricole dispongano già di digestori di letame così primitivi.
La generazione di elettricità dal biogas è più difficile perché i costituenti del gas, come l'idrogeno solforato, sono particolarmente corrosivi. È possibile ripulire il gas rimuovendo l'idrogeno solforato esponendolo all'ossido di ferro (un processo chiamato idrodesolforazione). Il biogas può quindi essere bruciato per produrre elettricità in generatori come i motori GE Jenbacher utilizzati da Huishan. Questi motori sono stati modificati per bruciare a livelli di compressione particolarmente adatti al biogas e hanno rivestimenti speciali che resistono alla corrosione.
Meno dell'1% dei caseifici negli Stati Uniti cattura il metano. Parte della sfida è la scala. Secondo Don Wichert, direttore dei programmi di energia rinnovabile presso la Wisconsin Energy Conservation Corporation, produrre elettricità dal biogas in un allevamento con circa 100 mucche costa il doppio rispetto a produrlo in un allevamento con oltre 2.000 mucche. Huishan sta raccogliendo letame da 20 fattorie situate vicine tra loro vicino a Shenyang, in Cina, per alimentare enormi digestori. Thomas Elsenbruch, responsabile del programma di marketing per i motori Jenbacher presso GE, afferma che i sistemi più grandi possono fornire gas sufficiente per un motore da uno più megawatt. Tali motori sono più efficienti dei sistemi da 300 a 500 kilowatt utilizzati in molte aziende agricole in Europa o negli Stati Uniti.
Ma rimangono molte altre barriere, inclusa la mancanza di investimenti di capitale. Ci sono anche pochi modelli dettagliati dell'economia dell'utilizzo di sistemi di biogas in aziende agricole di varie dimensioni che hanno anche diversi metodi di alimentazione e tecniche di gestione del letame, afferma Ann Wilkie, professore di microbiologia ambientale presso l'Università della Florida.
Anche i regolamenti si sono intromessi. In California, i generatori di biogas finanziati dal 2001 con il sostegno del governo sono stati chiusi l'anno scorso perché producono troppo ossido di azoto (chiamato anche NOx).
Un'altra grande barriera è la mancanza di educazione sulle possibilità del biogas, dice Wilkie. Il nuovo progetto potrebbe attirare l'attenzione su una tecnologia attesa da tempo per un'ampia diffusione, afferma. Dimostra che questa non è una tecnologia fantasma che dobbiamo aspettare in futuro, dice. È qualcosa che possiamo fare ora per affrontare i rifiuti esistenti e raccogliere energia rinnovabile.