Un projet chinois met la bouse de vache au travail

Une industrie en croissance rapide en Chine, l'élevage laitier, est également une nouvelle source majeure d'émissions de gaz à effet de serre. Mais Laiterie Huishan dans le nord-est de la Chine, tente de changer cela en installant le plus grand système au monde de production d'électricité en collectant le méthane émis par la fermentation du fumier de vache.

Brûleur à gaz: Huishan Dairy en Chine a installé quatre de ces moteurs GE Jenbacher 420 pour produire de l'électricité à partir de biogaz.

Les Chinois n'ont pas, historiquement, été de gros buveurs de lait, mais la baisse des coûts et les efforts de marketing agressifs ont changé cela. Le nouveau système de Huishan empêchera le méthane, qui est 23 fois plus puissant que le dioxyde de carbone en tant que gaz à effet de serre, d'atteindre l'atmosphère. Il réduira également les déchets et les odeurs et produira un engrais organique précieux qui est plus sûr que le fumier brut.

L'exploitation à Huishan est 10 fois plus grande que les systèmes typiques de production d'électricité à partir de fumier de vache. Son échelle massive pourrait contribuer à rendre le projet plus économique. GE, qui fournit les générateurs au gaz du projet, espère également qu'il servira de vitrine pour la technologie. Le méthane n'est pas largement exploité dans l'agriculture dans le monde, en grande partie en raison des coûts initiaux, d'un manque de modèles économiques établis et du peu de soutien gouvernemental.

Huishan, l'une des plus grandes laiteries du pays, importe chaque mois 3 000 vaches d'Australie pour maintenir son stock massif de 250 000 vaches, soit environ le double du nombre de vaches laitières dans tout l'État de Floride. Le nouveau système de production d'électricité de Huishan traitera les déchets de 60 000 vaches et produira 5,6 mégawatts d'électricité. Il produira suffisamment d'électricité pour répondre aux besoins de 3 500 foyers de taille américaine, ce qui signifie qu'il desservira beaucoup plus de foyers chinois, qui consomment beaucoup moins d'énergie.

Ce qui était auparavant le plus grand système de production d'électricité à partir de fumier produisait deux mégawatts. La plupart de ces systèmes ne produisent encore que quelques centaines de kilowatts. Huishan captera 20 millions de mètres cubes de biogaz (qui contient environ 60 pour cent de méthane).

La technologie de captage et de valorisation du biogaz existe depuis longtemps. Dans sa forme la plus simple, un digesteur fermé permet aux organismes anaérobies de décomposer le fumier et de capturer le méthane produit. Le gaz est ensuite siphonné dans un tuyau pour cuisiner ou s'éclairer. Le gouvernement chinois estime que des millions de petites fermes possèdent déjà des digesteurs de fumier aussi primitifs.

La production d'électricité à partir du biogaz est plus difficile car les constituants du gaz, comme le sulfure d'hydrogène, sont particulièrement corrosifs. Il est possible de nettoyer le gaz en éliminant le sulfure d'hydrogène en l'exposant à de l'oxyde de fer (un processus appelé hydrodésulfuration). Le biogaz peut ensuite être brûlé pour produire de l'électricité dans des générateurs tels que les moteurs GE Jenbacher utilisés par Huishan. Ces moteurs ont été modifiés pour brûler à des niveaux de compression particulièrement adaptés au biogaz, et ils ont des revêtements spéciaux qui résistent à la corrosion.

Moins de 1 % des laiteries aux États-Unis captent le méthane. Une partie du défi est l'échelle. Selon Don Wichert, directeur des programmes d'énergie renouvelable à la Wisconsin Energy Conservation Corporation, produire de l'électricité à partir de biogaz dans une ferme d'environ 100 vaches coûte deux fois plus cher que de la produire dans une ferme de plus de 2 000 vaches. Huishan collecte du fumier dans 20 fermes proches les unes des autres près de Shenyang, en Chine, pour alimenter d'énormes digesteurs. Thomas Elsenbruch, responsable du programme marketing pour les moteurs Jenbacher chez GE, affirme que des systèmes plus grands peuvent fournir suffisamment de gaz pour un moteur de plus d'un mégawatt. De tels moteurs sont plus efficaces que les systèmes de 300 à 500 kilowatts utilisés dans de nombreuses fermes en Europe ou aux États-Unis.

Mais de nombreux autres obstacles subsistent, notamment le manque d'investissement en capital. Il existe également peu de modèles détaillés de l'économie de l'utilisation de systèmes de biogaz dans des fermes de différentes tailles qui ont également différentes méthodes d'alimentation et techniques de gestion du fumier, explique Ann Wilkie, professeur de microbiologie environnementale à l'Université de Floride.

Les réglementations ont également fait obstacle. En Californie, des générateurs de biogaz financés depuis 2001 avec le soutien du gouvernement ont été fermés l'année dernière car ils produisent trop d'oxyde d'azote (également appelé NOx).

Un autre obstacle majeur est le manque d'éducation sur les possibilités du biogaz, dit Wilkie. Le nouveau projet pourrait attirer l'attention sur une technologie attendue depuis longtemps pour un large déploiement, dit-elle. Cela montre que ce n'est pas une technologie fantôme que nous devons attendre à l'avenir, dit-elle. C'est quelque chose que nous pouvons faire maintenant pour traiter les déchets existants et obtenir de l'énergie renouvelable.

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