Consórcio demonstrará nitrogênio para fertilizante a partir de biossólidos usando energia solar térmica

Postado em17 de dezembro de 202211 de julho de 2023Autor

Layout do campo solar de espelhos a ser instalado próximo à atual área de aplicação no solo para produzir nitrogênio para fertilizante a partir de biossólidos – usando energia solar térmica para secar os biossólidos IMAGEM@Ryan Shininger, Solar Dynamics

No próximo ano, um consórcio liderado pela American Infrastructure Holdings LLC, que inclui a Solar Dynamics e a Andritz Separation, construirá uma instalação piloto em Albuquerque, Novo México, para demonstrar uma nova tecnologia de secador para produzir fertilizante granular a partir de biossólidos que será alimentado por calor solar.

Os combustíveis fósseis são utilizados nos métodos actuais de produção de azoto e fosfato para fertilizantes: são utilizados para extrair e triturar rocha fosfática ou para queimar a altas temperaturas para reagir quimicamente o azoto do ar como parte do processo de fabrico de fertilizante de nitrato de amónio.

Substituir o calor proveniente de combustíveis fósseis nos processos industriais é uma das próximas grandes tarefas do mundo. Um terço das emissões que estão a desestabilizar o nosso clima provém do calor industrial alimentado a combustíveis fósseis.

A Solar Dynamics fornecerá o sistema solar para fornecer calor ao secador. A empresa já foi financiada para projetar e simular computacionalmente o processo solar e agora está preparada para construir um campo solar que integre seu sistema de energia solar térmica com um sistema de secagem fornecido por biossólidos da estação de tratamento de recuperação de água da Autoridade de Serviços de Água do Condado de Albuquerque Bernalillo. para produzir grânulos de nitrogênio para venda comercial como fertilizante.

“Neste momento, cerca de 70% dos biossólidos desta fábrica são aplicados no solo”, explicou Ryan Shininger, engenheiro sénior da Solar Dynamics. “Este projeto piloto utiliza metade do que está sendo aplicado atualmente no solo. Se for bem sucedido, duplicaremos a nossa fábrica para processar os biossólidos restantes, de modo que não haja aplicação de nenhum biossólido.”

Atualmente, apenas 30% dos biossólidos são reciclados – misturados com aparas de madeira e outros materiais orgânicos para serem vendidos como composto a quintas, parques, campos de futebol e outras áreas paisagísticas locais, ou para melhorar o solo para remediar terrenos perturbados. É obviamente absurdo que os EUA importem mais de metade do azoto utilizado em fertilizantes, ao mesmo tempo que deitam fora biossólidos ricos em azoto, fósforo e micronutrientes.

Há um valor na reciclagem de biossólidos como fertilizante granular, em vez de descartá-los no solo. Os biossólidos, que são 80% água, são transportados por vezes a centenas de quilómetros de distância e despejados em aterros ou enterrados na terra. Este processo de descarte está em conformidade com as leis ambientais federais e estaduais, mas não é ambientalmente ideal.

Um processo térmico solar criará pellets de nitrogênio a partir de resíduos de biossólidos IMAGE@Ryan Shininger, Solar Dynamics

Embora este não seja o caso em Albuquerque, em alguns locais, a aplicação no solo pode resultar no escoamento de nutrientes para os cursos de água locais e na infiltração nas águas subterrâneas. Mais importante ainda, o descarte de biossólidos no solo gera gases de efeito estufa: metano, CO2 e NOx.

“Em muitos lugares”, salientou ele, “mesmo que os biossólidos brutos sejam aplicados no solo para o cultivo, continua a ser uma estratégia de eliminação que, se gerida de forma inadequada, pode resultar na adição de demasiado azoto e fósforo de uma só vez. As plantas usam parte, mas o resto é desperdiçado. Quando os nutrientes acabam nos cursos de água, podem causar “zonas mortas” sem oxigênio, onde nada pode viver.”

Existem também vantagens geopolíticas. Dados os recentes choques no mercado global destes minerais fertilizantes que são cruciais para a produção de alimentos, a sua reciclagem a partir de biossólidos municipais a nível interno reduz a dependência de importações provenientes de fontes potencialmente instáveis ​​no exterior.

“No entanto, este é um problema anterior à guerra na Ucrânia”, observou Shininger. “O governo dos EUA já tem iniciativas para tentar aumentar a quantidade de produção nacional de fertilizantes. Actualmente, mais de 50% dos fertilizantes utilizados nos EUA são importados e a maior parte é importada da China ou da Rússia. Mas, obviamente, a guerra colocou uma pressão adicional sobre o sistema.”