乳制品谷仓甲水平和热催化氧化的可行性,以获得净气候效益

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 农业科学 农业科学

背景情况:

• 甲 (CH4) 是一种强有力的温室气体,农业排放带来了重大的气候挑战.
• 热催化氧化是一种潜在的技术,可以减轻乳制品农场等稀释来源的甲.
• 了解甲度和能源需求对于评估这项技术的经济和环境可行性至关重要.

研究的目的:

• 建立一个框架来评估新英格兰奶牛场的热催化甲氧化剂的气候效益和成本效益.
• 在各种能源供应场景下确定气候有利运行所需的最低甲度.
• 评估使用可再生能源用于甲破坏的能源需求和实际实施挑战.

主要方法:

• 在新英格兰的乳制品厂进行了现场采样活动,采用了不同的通风系统和牲畜数量 (600-1,200头).
• 在不同季节测量了甲 (CH4) 度,温度,相对湿度 (RH) 和氨水平.
• 基于100年全球变暖潜力 (GWP) 计算的气候有益的甲度和每CO2e去除的评估能源成本.

主要成果:

• 甲含量因季节而异,夏季为2 - 70ppm,冬季为2 - 102ppm.
• 气候有利的运行要求甲的最低度为10 ppm (风),33 ppm (太阳能),140 ppm (天然气) 和245 ppm (电网).
• 在100ppm的CH4中,每CO2e去除的能源成本为173美元 (生物气),425美元 (风能) 和591美元 (太阳能),超过10,000美元的电网和天然气.
• 现场生物气提供了净气候效益,但谷仓中的高空气流量导致了大量的电力需求 (9-74兆瓦).

结论:

• 来自奶牛场的甲的热催化氧化在技术上是可行的,但面临着重大的经济和实际障碍.
• 谷仓空气中的甲度是决定该技术可行性和成本效益的关键因素.
• 与大气流率相关的高能源需求挑战了可再生能源在农场内破坏甲的广泛采用,突出了进一步创新的需要.