通过多机构项目，利用生物质、粪便为农场提供燃料

大学公园,爸爸。一项新的联邦拨款将允许由爱荷华州立大学、宾夕法尼亚州立大学和罗斯林替代能源公司领导的一个研究小组开发将生物质和粪便转化为燃料的新方法。

五年,1000万美元的赠款从美国农业部国家粮食与农业研究所意志力培养人类和自然再生的财团企业(将)创建新的价值链在美国农场工作,强调可再生能源天然气的生成,改善农村经济状况和环境的保护。

这项跨学科、多机构资助的项目主管是丽莎·舒尔特·摩尔(Lisa Schulte Moore)，她是爱荷华州立大学(Iowa State)生物经济研究所(Bioeconomy Institute)的副所长、自然资源生态学和管理学教授。舒尔特·摩尔说，该联盟将为农民创新方法，在保持现有价值链的同时更有效地利用资源，从而使农业经济更有利可图，也更环保。

穆尔说:“我们认识到现有生产系统的好处，但也认识到我们在利用土地、阳光、养分和水方面存在很多效率低下的问题。”“我们也意识到农民和农村社区正在挣扎。我们知道，我们可以通过增加多年生植物和重新种植作物、牲畜和能源系统来解决效率低下的问题。需要进行研究，以确保这些组合也有利可图。”

C-CHANGE的研究人员正在为农民开发生产可再生天然气的新方法，这种天然气可以在农场内外作为一种能源。该项目主要研究厌氧消化，即微生物分解生物物质并产生沼气的过程。沼气主要是甲烷，是天然气的主要成分。有了新的分离技术，沼气可以升级为可再生天然气，并通过天然气管道网络输送，就像可再生电力通过电网输送一样。研究人员正在试验如何优化沼气池，也就是将生物物质分解成甲烷的容器。研究人员将测试原料混合物、预处理、蒸煮器温度和水含量等变量，以使该过程尽可能实用。

“50多年来，厌氧消化作为一种改善牲畜粪肥环境管理和生产可再生能源的方法得到了推广，”宾夕法尼亚州立大学能源与环境研究所(Penn State institute of energy and the Environment)主任汤姆·理查德(Tom Richard)说。“但是，厌氧消化的采用受到了高资本成本和管理复杂性的限制，这减缓了该行业和基础技术的发展。”我们将与农民和其他工业合作伙伴合作,更新21世纪厌氧消化、应用过程强化的原则,自动化和规模经济来降低成本,简化操作和扩大消化池原料除了肥料将多年生牧草和冬季作物纳入业务的生物质来源消化器。”

Schulte Moore说，一些地区的农田——特别是特别容易受到侵蚀、经常被淹没的地区或耕地的不平整地带——可能会给玉米和大豆生产商带来低利润或负利润。她说，把种植玉米和大豆的土地换成多年生牧草既可以节省农民的钱，又可以保护环境。

Roeslein替代能源公司已经在这一领域进行了开创性的工作。自2012年以来，Roeslein一直与Smithfield Foods合作，调整其养猪场的做法，提高了效率，改善了环境效益，建立了盈利的新可再生天然气企业。研究将有助于确定厌氧消化产品的额外市场。例如，沼气池——或厌氧消化后剩余的物质——可以在沼气被去除后重新应用于农田，使土壤肥沃。与直接施用粪肥相比，分解后的消化槽能提供更稳定的营养来源，从而降低温室气体排放，减少排入水道的营养物质。

公司创始人Rudi Roeslein表示，沼气能源生产可以在替代能源和农业领域创造大量就业机会，同时也为包括传粉者在内的濒危野生动物提供新的栖息地。

Roeslein说:“有了这笔资金，我们希望证明，种植一年生作物而无利可图的土地，可以通过厌氧消化过程，利用原生牧草和牧草生产可再生能源。”“这种多年生生物质作物提供的生态服务将防止洪水，减少流入我们溪流和河流的营养物质，从而可以在水处理设施上节省上千亿纳税人的钱，同时改善我们后代的健康。”

该联盟还将让生产者、商品团体和公司参与进来，以了解易于接受的农民和企业在多大程度上实施管理实践和实验产生的其他知识。通过改变农业政策，可以促进采取这些创新办法。

他说:“农业对农村经济始终至关重要。“C-CHANGE团队正在努力满足当前的社会需求，同时让人们和土地获得更多价值。”

除了爱荷华州立大学、宾夕法尼亚州立大学和罗斯莱因替代能源学院，其他参与这项C-CHANGE拨款的机构还包括俄亥俄州新奥尔巴尼的FDCE;美国农业部农业研究局艾姆斯农业与环境国家实验室，以及33个合作组织。