在接下来的几周内,施工人员将开始构建一个厌氧消化池的Goodrich家庭农场在佛蒙特州西部,牛粪和本地出产的食物垃圾转换成可再生天然气(RNG),通过管道发送到附近的明德学院和其他客户愿意支付溢价的低碳能源。
对于开发商先锋可再生能源(Vanguard Renewables)来说，这个项目既是一种开始，也是一种战略押注。该公司已经在马萨诸塞州拥有并运营着5套基于农场的沼气系统;每个发电厂都在现场发电，然后根据该州的电网计量法将电力输送到电网并出售。然而，佛蒙特的项目是先锋集团在生产RNG方面的首次尝试。RNG是一种经过提炼的沼气，以近乎纯甲烷的形式注入天然气管道，然后燃烧发电、为家庭供暖或为车辆提供燃料。
Vanguard首席执行官John Hanselman表示，“为管道注入和车辆加油而生产RNG是沼气行业的发展方向。”
沼气已经存在了很长一段时间在美国,主要的形式基本系统,要么捕捉甲烷从垃圾填埋场、污水处理厂和用它来产生少量的电,或老化消化器乳制品的操作可能当地农场供电和发送一些盈余电力电网。但这些项目很快就会过时，而且会被全国各地涌现的新一波大规模可再生天然气项目淘汰。这些企业正在开发迄今为止尚未开发的能源:一些企业正在收集分布在北卡罗来纳州东部的2300个养猪场中所产生的粪便产生的大量甲烷;一些公司正在建造生物消化器，将加州的大型奶牛场集群转变为能源中心;还有一些人正在寻求将垃圾填埋场的食物垃圾转化为车辆和取暖燃料。
沼气系统可以产生足够的可再生能源，为美国300万个家庭提供电力
可再生天然气正达到一个临界点，原因有几个:越来越多的第三方运营商，如先锋集团(Vanguard)，正在减轻农民和垃圾填埋场运行自己的能源系统的负担，并引入更先进的技术，以捕获甲烷并将其直接泵入管道。包括加州在内的一些州正在通过法律，要求开发可再生天然气。美国各地的公用事业公司也开始支持这些新举措，多米尼恩能源公司(Dominion Energy)和世界上最大的猪肉生产商史密斯菲尔德农场(Smithfield Farms)之间的新伙伴关系就证明了这一点，后者将开发新的猪粪沼气项目。对于支持者来说，最终目标是用人类垃圾、动物和农业垃圾产生的纯甲烷来取代流经美国管道的大部分化石天然气。
《生物循环杂志》(BioCycle Magazine)的资深编辑诺拉·戈德斯坦(Nora Goldstein)说，“如果你能在把剩下的东西送回土壤之前回收能源，那是一件了不起的事情。”该杂志数十年来一直在报道有机回收和厌氧消化行业。“你看着所有这些好处，然后说，‘为什么没有更多的人这样做呢?’关键是你需要正确地去做。”
尚未开发的潜力是巨大的，尤其是美国每年产生的数十亿加仑的动物粪便和数百万吨的食物垃圾。根据2014年的数据“沼气机遇路线图”报告由美国环境保护署，农业部和能源部生产，美国可以支持至少13,000种沼气，垃圾填埋气体和污水处理厂的生物溶解物。这些新系统可以每年生产65.4亿立方英尺的沼气 - 足够可再生能源来动力300万房屋。A.研究据世界资源研究所估计，美国每年有五千万吨被送到垃圾填埋场或焚烧的有机垃圾所含的能量相当于60亿加仑柴油，占重型卡车和公共汽车所消耗柴油总量的15%。
一辆卡车将食物垃圾运送到马萨诸塞州农场的厌氧消化池。先锋可再生能源
专家们表示，沼气的利用越来越多的利用可以帮助一些最艰难的部门的温室气体排放到脱碳 - 运输，行业和加热建筑 - 即使它减少了散热甲烷排放，使有机垃圾免于垃圾填埋场，并防止有机垃圾粪便径流进入河流和水供应。通过厌氧消化，沼气可以由任何有机材料 - 食物废料，农业残留物制成，甚至是酿造啤酒中留下的污泥。将这些材料作为罐子送入浆料中，其中在没有氧气的情况下啮合，破坏病原体，生产甲烷和其他气体，并将富含营养丰富的肥料作为副产物。
在可再生天然气领域，美国正在追赶欧洲。欧洲拥有超过17,400家沼气工厂，占全球150亿瓦沼气发电能力的三分之二。仅丹麦这个拥有580万人口的国家，就拥有超过160个沼气系统。去年夏天的一段时间里，丹麦消耗的18%的气体来自厌氧消化器产生的RNG。由于他们的成功，丹麦的生物能源公司估计在20年内用可再生天然气完全取代该国的天然气是可行的。
美国环境保护署厌氧消化项目的前负责人克里斯·维尔对丹麦的沼气运作印象深刻。丹麦的沼气运作经过精心设计，可以消化各种家庭食物残渣、食品加工企业的残留物和牲畜粪便他现在为丹麦贸易委员会工作，将丹麦的消化技术和商业模式引入美国市场。
与大多数气候倡议一样，加州是美国沼气努力的领导者。该州的低碳燃料标准(LCFS)为燃料生产商提供激励，以增加他们供应和销售的低碳或可再生燃料的数量是该州雄心勃勃的气候计划的关键组成部分，并促进了RNG作为汽车燃料的一个新的、利润丰厚的市场的快速增长。
越来越多的专业公司在美国建造、拥有和经营厌氧消化系统
Maas Energy Works和加州生物能源公司(California Bioenergy)等公司响应了这些激励措施，在加州的奶牛场迅速安装了消化器。Maas目前已经建造了17座，另有12座在建，32座正在开发中网站．两家公司都在竞相利用宝贵的LCFS激励措施。
这两家公司都属于一批在美国建造、拥有和运营厌氧消化系统的专业化、投资者支持的公司。Voell说:“这个行业的信誉与日俱增。”“我们看到越来越多的专业第三方公司。为了达到这样的规模，需要那些专业人士参与进来，建立10个，20个，50个项目，并获得很多股权投资者。他们想要投资多个项目，而不是一个。”
在北卡罗来纳州，丰富的饲料是猪粪。最新加入RNG竞赛的是世界上最大的生猪养殖户史密斯菲尔德(Smithfield)。北卡罗来纳州是第二大猪肉生产州(仅次于爱荷华州)。每天，超过2000个养猪场将900万头猪的粪便冲进巨大的泻湖，释放出同等数量的甲烷。其中90%的农场是史密斯菲尔德的合同种植者。
去年年底，史密斯菲尔德成立了一家合资企业，RNG对齐在未来10年里，该公司将投资2.5亿美元，在其位于北卡罗来纳州、犹他州和密苏里州的几乎所有养猪场安装泻湖和厌氧消化器。目前正在建设的四个项目将产生足够1.4万户家庭和企业使用的RNG。
加利福尼亚州高尔特的范·瓦默丹奶牛场上的一个有盖的泻湖肥料消化池。Maas能源工作
这些系统都将被建模最适条件KV位于生猪之乡中心的北卡罗来纳州肯恩斯维尔市的一个沼气项目。去年，Optima KV成为该州第一个生产RNG并将其注入现有天然气管道的项目。
使Optima KV成为可能的因素包括2007年签署的州可再生能源组合标准法，以及附近5个养猪场的6万头猪的废弃物，以及清洁和升级天然气的中央系统。该法案规定，到2020年，公共事业单位至少0.2%的电力来自猪和家禽粪便。这一授权促使美国最大的公用事业公司之一杜克能源签署了一份15年协议，从Optima KV购买8亿英单位的RNG。这种沼气将直接取代化石天然气的使用，并在杜克的两家发电厂产生11000兆瓦时的电力。
先锋集团在佛蒙特州的新业务代表了扩大RNG产量的另一种模式。该公司的消化系统比正在加州建造的系统更加复杂和昂贵——即使在原料和其他条件发生变化的情况下，它也能持续产出天然气。加州的系统基本上是用塑料薄膜覆盖巨大的牛奶废物泻湖，然后提取、提炼，并将气体输送给客户。
Hanselman说:“我们采用更高科技的方法，主要是因为我们需要以更小的碳足迹生产更多的天然气。”“我们没有1万头奶牛的奢侈。”
由于慷慨的补贴计划，RNG在欧洲蓬勃发展，而这在美国是缺乏的
除了每天从古德里奇农场的900头奶牛中排出的100吨粪便和165吨食物垃圾，一些因素共同使先锋的佛蒙特项目成为可能。在米德尔伯里学院(Middlebury College)，先锋集团(Vanguard)发现了一个渴望削减其碳足迹的大客户。佛蒙特州即将生效的一项新法律将从2020年开始禁止食品垃圾填埋，迫使杂货店和食品加工者寻找新的地方来运送他们的垃圾。
古德里奇农场将获得免费的热量、托管该系统的每月租赁费，以及用消化后剩余的固体饲料为奶牛提供床上用品——在牛奶价格灾难性低的时期，节省的成本可以为奶农提供一条救命稻草。
先锋集团首席执行官汉塞尔曼表示，扩大RNG的一个关键因素是减轻农民运行该系统的负担。Hanselman遇到了许多愤怒的农民，他们对上一代消化器有负面的经历，这些消化器被卖给他们作为一种低维护成本的营养管理问题的解决方案。事实上，消化器是很挑剔的机器，对温度的变化和原料中有机物质的变化很敏感。Hanselman说，“我们告诉我们的农民，‘你们的工作是生产牛奶，健康的奶牛，照顾你们的土地和土壤。让我们来运行这些机器。’”
RNG能在欧洲蓬勃发展，部分原因在于慷慨的补贴计划;在美国，联邦政府层面缺乏这样全面的政策，地方和州的市场、公用事业、激励措施和政策混乱地拼凑在一起。但Hanselman和其他人预测，在未来几年，更多的州将强制生产可再生天然气，进一步加强刚刚起步的沼气市场。
在加利福尼亚州汉福德的Philip Verwey农场，一个展示可再生天然气系统的开放房屋。Maas能源工作
“它感觉非常类似于太阳能，”曾经运营太阳能公司的Hanselman说。“我们在RNG的早期。每个人都将从程序中运行到程序试图弄清楚哪些国家是有益的，以及如何最佳地进入市场。“
然而，仅靠市场力量还不足以引发一场沼气革命。大多数行业观察人士和业内人士都认为，有一项政策可以推动美国沼气和RNG的发展，那就是联邦立法制定的碳排放价格。但鉴于当前政府不太可能很快出台碳税或综合气候法案，Hanselman说，联邦政府接下来能做的最好的事情是恢复2016年失效的消化系统投资税收抵免。
尽管存在这些挑战，Voell认为，现在有足够的动力看到沼气作为一种可再生能源最终在美国获得广泛的吸引力
他说:“我现在比以往任何时候都更受鼓舞，因为我确实看到了一些在建项目。”“各州都在加紧制定政策。我们现在看到了一场天然气公用事业的革命。公用事业公司拥有大量的权力。如果他们认为RNG是他们希望看到的，那么我们将开始看到政策前线的指针更多地移动。”
