Sebelum pencernaan anaerobik mendapatkan banyak daya tarik di industri susu, Allen Farms telah membuktikan keunggulan teknologi penanganan kotoran dan pembangkit listrik.
“Sistem kami pada awalnya adalah prototipe, ” kata Dave Allen, sebuah Oshkosh, Wisconsin, peternak sapi perah. “Sekarang bug telah diatasi, semuanya bekerja dengan baik.”
Sejak 2012, Allen telah bekerja sama dengan University of Wisconsin Oshkosh (UWO) dan BIOFerm Energy Systems (biofermenergy.com) untuk membeli dan memasang digester anaerobik di peternakan 130 sapi miliknya. Pengoperasian digester sekarang tergantung pada masukan harian Allen dari kotoran dan bahan baku lainnya, sementara staf UWO mengelola aspek teknis sistem.
Efisiensi holistik adalah ciri khas peran digester di peternakan sapi perah. “Kami mengambil limbah dan mengumpulkan metana darinya, ” kata Allen. "Dari itu, kami menghasilkan listrik dan panas. Ketika semuanya dikatakan dan dilakukan, kami memiliki pupuk yang luar biasa untuk ditanam kembali di tanah.”
Output listrik tahunan dari digester cukup “untuk menyediakan listrik ke sekitar 50 rumah di Amerika rata-rata, ” kata Brian Langolf, direktur program biogas UWO. “Unit daya dan panas gabungan 64-kilowatt digester dapat mengeluarkan maksimum 1, 536 kilowatt-jam per hari, atau 560, 640 kilowatt-jam per tahun. Kami saat ini berjalan pada 80% hingga 90% dari kapasitas output penuh. Listrik dijual ke utilitas listrik setempat.”
Selain mengelola operasional teknis digester, UWO awalnya bermitra dalam proyek ini melalui kontribusi pendanaan. Dengan demikian, UWO mendapat keuntungan dari penjualan listrik.
“Kami mengubah biogas menjadi listrik dan menjualnya ke perusahaan listrik, kata Langolf. “Perusahaan listrik mengkreditkan listrik ke universitas, dan dengan cara ini, kemitraan unik kami dengan Allen Farms membantu kami mencapai tujuan keberlanjutan kami di kampus terkait dengan pengurangan emisi karbon.”
Selain menggunakan listrik dari digester peternakan, UWO juga melakukan kegiatan penelitian dan pendidikan bagi mahasiswa di fasilitas tersebut.
Manfaat Pupuk
Allen menuai manfaat pengelolaan kotoran, tentu saja, dengan panas yang dihasilkan oleh digester, yang memanaskan 2 nya, Rumah 200 kaki persegi dan toko 45 × 54 kaki.
Digester terdiri dari dua bejana fermentasi dengan kapasitas gabungan 80, 000 galon. Allen memuat hopper makan setiap hari dengan kerokan kotoran, bungkus tempat tidur, dan terkadang sisa tanaman dari pertanian dan sisa makanan industri. Sistem memproses hampir 6, 000 ton per tahun bahan baku.
“Kami menjaga suhu pada 100ºF. dan menambahkan bakteri, dan bioproduknya adalah gas metana, kata Langolf. Gabungan unit daya dan panas digester mengubah metana menjadi listrik dan panas.
Setelah pengolahan ini, kotoran yang dicerna, atau mencerna, mengalir ke laguna terbuka, di mana itu disimpan untuk aplikasi nanti untuk memotong ladang. “Digestite memiliki bau yang lebih sedikit daripada kotoran mentah, dan nutrisinya lebih tersedia secara biologis bagi tanaman daripada nutrisi dalam kotoran mentah, kata Langolf.
Allen biasanya menerapkan digestate ke 700 hektar pertanian jagung, kedelai, dan alfalfa pada tingkat 9, 000 galon per hektar. “Jumlah pupuk kandang itu mengurangi jumlah pupuk yang dibeli yang kami gunakan cukup banyak, " dia berkata. “Kami menguji tanah kami, dan kami mengikuti rencana pengelolaan nutrisi.”
Jika tes menunjukkan bahwa nitrogen adalah kependekan dari jagung, contohnya, dia akan melengkapi digestate dengan 100 pon per hektar urea. "Di samping itu, jika kami mengambil ladang dari alfalfa dan kami telah menerapkan 9, 000 galon per hektar digestate, digestate dan alfalfa bersama-sama memasok kesuburan yang dibutuhkan untuk menanam tanaman jagung, ” kata Allen.
Tanaman memasok semua pakan yang dikonsumsi oleh ternak. “Kami selalu memiliki kelebihan untuk dijual, demikian juga, " dia berkata.
Ketika produsen skala kecil seperti Allen mempertimbangkan untuk mengadopsi teknologi pencernaan anaerobik, Langolf menyarankan bahwa mengambil pandangan holistik dari sistem dapat memberikan gambaran besar pada hasil potensial.
“Jangan hanya melihat potensi produksi listrik dan panas, " dia berkata. “Lihat juga bagian belakang sistem. Lihatlah potensi manfaat lingkungan – misalnya, bagaimana hal itu mengurangi risiko kemungkinan kontaminasi air tanah oleh kotoran mentah.”
Pertimbangkan manfaat manajemen nutrisi lainnya, demikian juga, seperti peningkatan bioavailabilitas nutrisi.
“Banyak dari manfaat ini tidak selalu membawa pulang cek ke pertanian, kata Langolf. “Di mana saya melihat digester paling berhasil digunakan adalah di peternakan di mana operator melihat nilai digester secara holistik.”
Sistem Biaya-Prohibitive
Namun demikian, biaya pembelian dan pemasangan sistem digester dapat menjadi penghalang bagi operasi peternakan, dan teknis pengawasan sistem itu memberatkan. Mengimbangi biaya dan tantangan ini melalui penjualan energi dari pertanian biasanya sulit karena peraturan saat ini dalam industri energi.
“Hambatan di beberapa tingkat negara bagian dan lokal ada karena dapat mengembangkan opsi di belakang meteran secara efektif, pengukuran bersih, dan kemampuan injeksi pipa, kata Langolf.
Ini membuka pintu, dia berkata, kepada organisasi dan perusahaan yang bermitra dengan petani untuk menanggung beban investasi dan menghasilkan peluang dari digester. (Lihat cerita di atas.)
“Saya percaya teknologi pencernaan anaerobik memiliki potensi – baik sendiri maupun dalam kombinasi dengan teknologi lain – untuk mengembangkan sumber energi yang berkelanjutan, " dia berkata.
