Новый процесс быстро превращает навоз в биоуголь

Технология позволяет за один день превратить навоз, значительную проблему животноводства, в ценный богатый углеродом продукт — «черное золото».

Исследовательская группа доктора Ю Джи-хо из Лаборатории исследований чистого воздуха Корейского института энергетических исследований (KIER) разработала процесс немедленного преобразования навоза в биоуголь прямо на фермах. С помощью этого процесса можно переработать 10 тонн навоза в биоуголь за один день.

По состоянию на 2022 год в Корее производилось около 50 миллионов тонн навоза, 87% которого после длительного брожения используется в качестве компоста и жидкого удобрения. Однако в ходе этого длительного процесса, который может длиться более 60 дней, выделяется закись азота (N2O) — парниковый газ, в 300 раз более мощный, чем CO2.

Кроме того, выделяется аммиак (NH3), вызывающий образование ультрамелкой пыли и запахи, на который приходится 70% от общенациональных выбросов. Это приводит к постоянным жалобам на запах, став хронической проблемой для фермеров.

Биоуголь как решение

Биоуголь рассматривается как альтернативное решение для преодоления этих проблем. Его производство из навоза не только полностью предотвращает выбросы N2O и NH3, но и позволяет улавливать углерод из воздуха, что делает его инструментом для достижения углеродной нейтральности в животноводстве.

Правительство Южной Кореи определило биоуголь как ключевую технологию для углеродной нейтральности в секторе и планирует расширять его использование через «Стратегию сокращения выбросов парниковых газов и зеленого роста в животноводстве до 2030 года».

Суть процесса MTB

Ключевым звеном процесса «Навоз в биоуголь» (Manure To Biochar, MTB) является технология обезвоживания и сушки, снижающая влажность навоза с более чем 80% до менее 20%.

Исследователи создали интегрированную систему, объединив:

  • Технологию сушки KIER.
  • Технологию обезвоживания Корейского института машин и материалов (KIMM).
  • Технологию предварительной обработки компании DULI TECH.
  • Технологию пиролиза компании YOUGI IND.

Это позволило снизить общее энергопотребление более чем в 10 раз по сравнению с традиционным методом вращающейся печи.

Этапы процесса

  1. Обезвоживание: Шнековый сепаратор твердой и жидкой фаз от KIMM снижает влажность навоза с >80% до <60%. Энергозатраты на этом этапе составляют всего 1% от затрат в термообработке.
  2. Измельчение: Комки навоза измельчаются до размера менее 1 см с помощью трехступенчатой дробилки от DULI TECH.
  3. Сушка и пиролиз: Последующие этапы с использованием технологий KIER и YOUGI IND.

Результаты и перспективы

Пилотная установка в уезде Чхонъян (провинция Чхунчхон-Намдо) мощностью 10 тонн навоза в день успешно отработала 100 часов, подтвердив коммерческую жизнеспособность процесса. Сушка F-COMB, разработанная KIER, показала высокую конкурентоспособность по энергоэффективности и стоимости.

Планируется масштабирование процесса до более чем 100 тонн в день для удовлетворения внутреннего спроса и запросов из Китая, Австралии и Индонезии, которые продвигают экологичные методы утилизации отходов.

Значение технологии

Большая часть навоза в Корее компостируется, при этом отсутствуют меры по снижению выбросов парниковых газов и ультрамелкой пыли в этом процессе. Разработанная технология — это недорогой и высокоэффективный процесс для немедленного преобразования навоза в биоуголь на месте, который служит ключевым решением для предотвращения экологических проблем и выбросов парниковых газов в животноводстве.