Un consortium fera la démonstration de l'azote pour la fabrication d'engrais à partir de biosolides grâce à l'énergie solaire thermique

Publié le17 décembre 202211 juillet 2023Auteur

Disposition du champ solaire de miroirs à installer près de la zone d'épandage actuelle pour produire de l'azote pour les engrais à partir de biosolides – en utilisant l'énergie solaire thermique pour sécher les biosolides IMAGE@Ryan Shininger, Solar Dynamics

L'année prochaine, un consortium dirigé par American Infrastructure Holdings LLC et comprenant Solar Dynamics et Andritz Separation construira une installation pilote à Albuquerque, au Nouveau-Mexique, pour démontrer une nouvelle technologie de séchage permettant de produire des engrais granulaires à partir de biosolides qui seront alimentés par la chaleur solaire.

Les combustibles fossiles sont utilisés dans les méthodes actuelles de fabrication de l'azote et du phosphate pour les engrais : ils sont utilisés pour extraire et broyer la roche phosphatée, ou pour brûler à haute température pour faire réagir chimiquement l'azote de l'air dans le cadre du processus de fabrication des engrais au nitrate d'ammonium.

Remplacer la chaleur provenant des combustibles fossiles dans les processus industriels est l'une des prochaines grandes tâches mondiales. Un tiers des émissions qui déstabilisent notre climat proviennent de la chaleur industrielle alimentée par des combustibles fossiles.

Solar Dynamics fournira le système solaire pour fournir de la chaleur au séchoir. L'entreprise a déjà été financée pour concevoir et simuler informatiquement le processus solaire, et est maintenant sur le point de construire un champ solaire qui intègre son système d'énergie solaire thermique à un système de séchage alimenté par des biosolides provenant de l'usine de traitement de récupération d'eau de l'Albuquerque Bernalillo County Water Utility Authority. produire des granulés d'azote destinés à la vente commerciale comme engrais.

« À l'heure actuelle, environ 70 % des biosolides de cette usine sont épandus sur le sol », a expliqué Ryan Shininger, ingénieur principal de Solar Dynamics. « Ce projet pilote utilise la moitié de ce qui est actuellement épandu sur le sol. Si cela réussit, nous doublerons notre usine pour traiter les biosolides restants afin qu'ils ne soient pas du tout épandus sur les terres.

Actuellement, seulement 30 % des biosolides sont recyclés – mélangés à des copeaux de bois et à d’autres matières organiques pour être vendus comme compost aux fermes, parcs, terrains de balle et autres zones paysagères locales, ou pour améliorer les sols pour assainir les terres perturbées. Il est évidemment absurde que les États-Unis importent plus de la moitié de l’azote utilisé dans les engrais tout en jetant des biosolides riches en azote, en phosphore et en micronutriments.

Il est intéressant de valoriser les biosolides sous forme d’engrais granulaire au lieu de les éliminer sur le terrain. Les biosolides, qui sont constitués à 80 % d'eau, sont transportés parfois à des centaines de kilomètres et déversés dans des décharges ou enfouis dans le sol. Ce processus d'élimination est conforme aux lois environnementales fédérales et de la plupart des États, mais il n'est pas optimal sur le plan environnemental.

Un processus thermique solaire créera des pastilles d'azote à partir de déchets biosolides IMAGE@Ryan Shininger, Solar Dynamics

Bien que ce ne soit pas le cas à Albuquerque, dans certains endroits, l'épandage sur les terres peut entraîner un ruissellement de nutriments vers les cours d'eau locaux et une percolation dans les eaux souterraines. Plus important encore, l’élimination des biosolides sur le terrain génère des gaz à effet de serre : méthane, CO2 et NOx.

« Dans de nombreux endroits, a-t-il souligné, même si les biosolides bruts sont épandus sur les terres pour faire pousser des cultures, cela reste une stratégie d'élimination qui, si elle est mal gérée, peut entraîner un ajout simultané de trop d'azote et de phosphore. Les plantes en utilisent une partie, mais le reste est gaspillé. Lorsque les nutriments finissent dans les cours d’eau, ils peuvent créer des « zones mortes » sans oxygène, où rien ne peut vivre. »

Il y a aussi des avantages géopolitiques. Compte tenu des récents chocs sur le marché mondial de ces engrais minéraux essentiels à la production alimentaire, leur recyclage à partir de biosolides municipaux au niveau national réduit la dépendance à l'égard des importations provenant de sources étrangères potentiellement instables.

« Il s’agit cependant d’un problème antérieur à la guerre en Ukraine », a noté Shininger. « Le gouvernement américain a déjà pris des initiatives pour tenter d’augmenter la production nationale d’engrais. À l’heure actuelle, plus de 50 pour cent des engrais utilisés aux États-Unis sont importés, et la majeure partie vient de Chine ou de Russie. Mais évidemment, la guerre a exercé une pression supplémentaire sur le système.»