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a casa de estudios, que tiene su sede en la localidad Ithaca en el estado de Nueva York, está desarrollando un sistema para extraer energía del estiércol del ganado para satisfacer el pico de demanda de calefacción del campus en los meses del crudo invierno. En la revista Journal of Renewable and Sustainable Energy, los científicos involucrados en el proyecto brindaron un análisis detallado de los problemas necesarios para que el trabajo funcione, incluidas consideraciones científicas, económicas y de política energética.
La universidad está involucrada en una iniciativa para desarrollar fuentes y servicios de energía renovable, con el objetivo de reducir su huella de carbono en un 100% para 2035. Estos objetivos están resultando difíciles de alcanzar en regiones frías, como Ithaca, ya que se necesitan más de seis meses de calefacción invernal en sus edificios y laboratorios.
Las necesidades de calefacción son una parte importante del uso de energía de Cornell y se presenta un desafío en las horas pico. La universidad está desarrollando un proyecto geotérmico que proporciona calor a partir de agua caliente extraída entre 3 y 4 kilómetros bajo tierra. Esto proporcionará una calefacción de nivel base adecuada, pero sería económicamente poco atractivo para satisfacer la demanda máxima.
Para satisfacer la necesidad de más calor en pleno invierno, los investigadores proponen un sistema para convertir el estiércol de ganado de las granjas lecheras de la escuela, que albergan 600 vacas, en metano y otros productos. El método emplea un proceso de tres etapas, donde el estiércol primero se digiere biológicamente con microbios para producir biogás, una mezcla de dióxido de carbono y metano.
A esto le sigue una segunda etapa que convierte el estiércol digerido en un tipo de aceite biocrudo y una sustancia con alta carga orgánica que sirve como una buena enmienda para el suelo.
La etapa final combina el dióxido de carbono generado en el primer paso con el gas hidrógeno producido por la electrólisis del agua del lago para generar biológicamente gas natural renovable, RNG. Este producto final se puede inyectar en la red de gas natural del estado de Nueva York, de la misma manera que la electricidad de las turbinas eólicas y los paneles solares se devuelve a la red eléctrica.
“El sistema propuesto producirá alrededor de 909 millones de litros de RNG por año”, dijo el líder del proyecto, Nazih Kassem. “Esto puede proporcionar el 97% de la demanda máxima anual de calefacción. El resto se puede cubrir comprando gas natural, aumentando el tamaño del rodeo lechero de Cornell o utilizando los desechos de alimentos de los restaurantes del campus en la codigestión. Agregar 19 vacas lecheras más resultaría en suficiente producción de RNG para satisfacer la demanda máxima anual promedio de calefacción».
“Si el estado de Nueva York adoptara políticas para crear un mercado de carbono y permitir precios competitivos de RNG, entonces el sistema de calefacción utilizando biomasa propuesto para los picos mostraría rentabilidad”, dijo Kassem.
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