Jordgödsel kan vara en livskraftig källa till förnybar energi för att minska utsläppen av växthusgaser som orsakar global uppvärmning.

Forskare vid University of Waterloo utvecklar teknik för att producera förnybar naturgas från gödsel så att den kan läggas till det befintliga energiförsörjningssystemet för uppvärmning av bostäder och kraftindustrier. Det skulle eliminera särskilt skadliga gaser som frigörs genom naturligt sönderfallande gödsel när det sprids på jordbruksfält som gödningsmedel och delvis ersätter fossil naturgas, en betydande bidragsgivare till den globala uppvärmningen.

"Det finns flera sätt vi kan dra nytta av detta enda tillvägagångssätt, "sa David Simakov, professor i kemiteknik vid Waterloo. "Potentialen är enorm."

Simakov sa att tekniken kan vara livskraftig med flera typer av gödsel, särskilt ko- och grisgödsel, liksom på deponier.

Förutom att användas av industrier och i hem, förnybar naturgas kan ersätta dieselbränsle för lastbilar i transportsektorn, en viktig källa till utsläpp av växthusgaser.

För att testa konceptet, forskare byggde en datormodell av en verklig 2, 000-mjölkgård i Ontario som samlar gödsel och omvandlar den till biogas i anaeroba rötningsmedel. En del av den biogasen används redan för att producera el genom att bränna den i generatorer, minska miljöpåverkan av gödsel samtidigt som den ger cirka 30 till 40 procent av dess energipotential.

Forskare vill ta dessa fördelar ett betydande steg längre genom att uppgradera, eller konvertera, biogas från gödsel till förnybar naturgas. Det skulle innebära att blanda det med väte, kör den sedan genom en katalysator. En kemisk reaktion i omvandlaren skulle producera metan från koldioxid i biogasen.

Känd som metanation, processen skulle kräva elektricitet för att producera väte, men den kraften kan genereras på plats av förnybara vind- eller solsystem, eller tas från elnätet vid tider med låg efterfrågan. Nettoresultatet skulle vara förnybar naturgas som ger nästan hela gödselns energipotential och även effektivt lagrar el, men har bara en bråkdel av växthusgaspåverkan från gödsel som används som gödselmedel.

"Så här kan vi göra övergången från fossilbaserad energi till förnybar energi med hjälp av befintlig infrastruktur, vilket är en enorm fördel, "sa Simakov, som samarbetar med professor i kemiteknik Michael Fowler.

Modellstudien visade att en investering på 5 miljoner dollar i ett metanationssystem på Ontario-gården skulle, med statliga prissubventioner för förnybar naturgas, har ungefär fem års återbetalningstid.

Ett papper om modellering av en anläggning för förnybar naturgas vid gården i Ontario, som också involverade en postdoktoral forskare och flera Waterloo-studenter, publicerades nyligen i International Journal of Energy Research .