Psia biogazownia

1 września 2010 roku zaczęła działać w parku w Cambridge (w stanie Massachusetts) pierwsza na świecie biogazownia publiczna, dla której paliwem są psie odchody. Ten dziwny projekt jest próbą nowego spojrzenia na utylizację odchodów i na otrzymywanie energii z ?egzotycznych? źródeł.

Twórcą jest 33-letni amerykański artysta Matthew Mazzotta. Jego najnowsze dzieło nazywa się Park Spark. System składa się z pary zbiorników. W jednym z nich jest przeprowadzana fermentacja metanowa (beztlenowa), a drugi jest po to by regulować ilość wody w pierwszym. Blisko zbiorników zainstalowana została lampa gazowa. Wytworzony z psich fekaliów biogaz jest doprowadzony do lampy. Osobom wyprowadzającym psy sugeruje się by brali biodegradowalne torby, umieszczone w pojemniku koło latarni, zbierali do nich to co piesek zostawi na trawniku i pakunki wrzucali do zbiornika fermentacyjnego. Potem trzeba pokręcić kołem z boku zbiornika to spowoduje wymieszanie zawartości wewnątrz. Zestaw bakterii żyjących w zbiorniku zabiera się do pracy i po jakimś czasie pojawia się biogaz zawierający metan. Czym więcej sumiennych właścicieli, sprzątających do zbiornika odchody swoich psów, tym dłużej pali się wieczny gazowy ogień.

Spalany gaz, w teorii, powinien oświetlać część przestrzeni wokół instalacji, ale po zbudowaniu swojego systemu pan Mazzotta zetknął się z całym szeregiem problemów. Najpierw stało się jasne, że dla efektownego startu urządzenia, ma za mało ?wsadu? i musiałby w celu jego uzupełnienia zatrudnić chyba wszystkie psy w mieście. Poza tym zbiornik trzeba było napełnić odpowiednimi bakteriami, a ich akurat nie było pod ręką. W końcu autor i jego współpracownicy byli zmuszeni uzupełnić oba braki przywożąc krowi obornik z pobliskich farm.

Kolejnym problemem stała się woda. Ta używana w Park Spark nie może zawierać chloru, zgubnego dla procesów fermentacyjnych, czyli nie mogła to być woda z miejskich wodociągów. Kilkaset litrów względnie czystej H₂O przywieźli z Charles River. I mimo wszelkich zabiegów publiczność nie od razu zobaczyła reklamowaną lampę metanową w akcji. Proces fermentacji się rozpoczął, ale w jego początkowej fazie było zbyt mało metanu, by lampa się zapaliła. Autorzy wyjaśnili publiczności, że wewnątrz zbiornika bakterie metanowe muszą się najpierw rozmnożyć do odpowiedniej ilości, a w tym przypadku nastąpiło spowolnienie ich rozwoju z powodu zimnych nocy. Minął ponad tydzień nim wytworzyło się tyle gazu, że można go było zapalić.

Niestety, jego niebieski płomyk był tak niewielki, że nie dawało się go sfotografować w jasnym świetle innych latarni. Potem stopniowo się powiększał i w ten sposób wreszcie uzasadnił istnienie całej artystycznej instalacji gazowej. Realny efekt instalacji to nie jasność płomienia, ale szum w prasie. Autor liczył na zaangażowanie jak największej ilości ludzi w problem rozumnej utylizacji odpadów. Według artysty skromny płomień w latarni, to coś w rodzaju wiecznego ognia, przypominającego przechodniom o konieczności ochrony przyrody, zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych i kreatywnego podejścia do produkcji energii. Autor nie stara się ze swojego dzieła wyciągnąć jakichkolwiek korzyści finansowych.

Biogaz na dużą skalę

Instalacja Mazzotty jest bardzo ciekawa, ale to tylko echo planów znacznie poważniejszych. Pomysł na zamianę psich odchodów w energię narodził się w San Francisco ponad cztery lata temu. Chciała na tym zarobić firma Sunset Scavenger, specjalizująca się w usuwaniu i utylizacji śmieci, a nosząca wówczas nazwę Norcal.

Ich specjaliści obliczyli, że w okręgu San Francisco (Bay Area) psie kupy stanowią około 4 % wszystkich odpadów sektora mieszkaniowego, konkurując w ilości z pieluchami. A to oznacza tysiące ton materiału organicznego. Matematycznie jest to duży potencjał biogazu. Na próbę Norcal rozpoczęło zbieranie psich odchodów, przy czym w najczęściej odwiedzanym przez spacerujące psy rejonie ustawili pojemniki z biodegradowalnymi torbami na fekalia i kosze do zbierania zapełnianych ?pakietów?. Potem plon był wywożony do jednej z istniejących instalacji wytwarzających biometan.

Jednak już w 2008 roku projekt padł. Zbiór psich odchodów w parkach nie powiódł się z czysto finansowych przyczyn. Wywóz tony odpadów na składowisko jest tańszy niż uruchomienie bio-energetycznego projektu i nikogo nie obchodzi jak wiele paliwa można potem z tego uzyskać.

Przedstawiciel Sunset Scavenger Robert Reed zaznaczał, że języczkiem u wagi stały się te biodegradowalne torebki, jedyne dopuszczone do wrzucania do metanowego fermentatora. Większość właścicieli psów, przyuczonych do sprzątania po swoich pupilach, jest przyzwyczajona do używania plastikowych woreczków, które by natychmiast uśmierciły cały proces tworzenia metanu.

Jeśli chce się, żeby właściciele psów zawsze składowali drogocenne odchody w celu ich dalszego przerobu na metan, trzeba wszędzie rozstawić kontenery z biodegradowalnymi woreczkami. I jeszcze zostaje bez odpowiedzi pytanie, jak sprawdzać, czy jednak nie wrzucają do koszy plastikowych torebek?

Zamiast psiej energi Sunset Scavenger we współpracy z innymi firmami rozpoczęła produkcję energii "z restauracji", czyli zaczęli zbierać odpady spożywcze, przewożąc je do takich samych zbiorników fermentacyjnych.

Rolnicy mają lepiej

Z krowami jest znacznie łatwiej. Stada produkują przemysłowe ilości nawozu. Dlatego w gospodarstwach rolnych czy gminach rolniczych opłaca się budować gigantyczne konstrukcje produkujące biogaz. Takie biogazownie nie tylko produkują energie na potrzeby gospodarstwa, ale czasem nawet sprzedają ja do systemu energetycznego. Kilka lat temu w Kalifornii zaczęła pracować stacja przetwarzająca w elektryczność nawóz od 5 tysięcy krów. Podobno projekt ten, nazwany CowPower zaspokajał potrzeby tysiąca domów. A zarabia na tym firma BioEnergy Solutions.

Nawóz z high-tech

Nie tak dawno temu pracownicy Hewlett- Packard ogłosili ideę zasilanych obornikiem centrów danych. Na międzynarodowej konferencji w sprawie ASME w Phoenix, naukowcy HP Lab wyjaśnili, że 10 000 krów może spełniać wymagania energetyczne centrum przetwarzania danych, o mocy 1 MW.

W tym procesie ciepło generowane przez centrum danych może być wykorzystane do zwiększenia wydajności procesu fermentacji beztlenowej odpadów zwierzęcych. Prowadzi to do produkcji metanu, który może być wykorzystany do produkcji energii w centrach danych. Ta symbioza pozwala rozwiązać problem odpadów z jakimi borykają się gospodarstwa nastawione na produkcje mleka oraz zapotrzebowania na energię w nowoczesnym centrum danych.

Średnio krowa mleczna produkuje około 55 kg (120 funtów) odchodów dziennie, a około 20 ton rocznie ? co z grubsza odpowiada masie czterech dorosłych słoni. Obornik produkowany dziennie przez krowę może ?wytworzyć? 3 kWh energii elektrycznej, co wystarcza do zasilenia 3 amerykańskich telewizorów w ciągu dnia.

HP sugeruje by rolnicy mogli wydzierżawiać przestrzeń dla organizacji high-tech, dostarczając im "brunatnej energii". W tym przypadku inwestycja firm w fermentatory metanowe zwróciłaby się w czasie krótszym niż dwa lata, a następnie pozwoli zarobić około 2 000 000 dolarów rocznie ze sprzedaży tej energii dla klientów centrów danych. Rolnicy mieliby stały dochód od firm IT, a oni wygodny sposób pozyskania energii i wizerunek obrońców przyrody. My wszyscy mielibyśmy mniej metanu w atmosferze, która dzięki temu byłaby mniej narażona na globalne ocieplenie. Metan ma tzw. potencjał cieplarniany 72 krotnie większy niż CO₂. W przypadku bezproduktywnego wyrzucania obornika, metan nadal się stopniowo tworzy i uwalnia do atmosfery, a także może dochodzić do skażenia wód gruntowych. A podczas spalania metanu otrzymuje się mniej od niego niebezpieczny dwutlenek węgla.

Bo przecież można wykorzystać energetycznie i ekonomicznie to co się wala na polach i trawnikach, a widoczne jest zwłaszcza wówczas gdy rozpuściły się zimowe śniegi. Ale czy to się opłaca? I tu jest pies pogrzebany.