Die Farm Circular Solution (FCS) von Yanmar ist eine hochmobile containerisierte Lösung, die landwirtschaftliche Abfälle in Energie und nützliche landwirtschaftliche Produkte verwandelt. Durch die Schaffung eines nachhaltigen Kreislaufs reduziert das Projekt Abfall und trägt zu einer umweltfreundlicheren Landwirtschaft bei.
Die Forscher von Yanmar R&D Europe haben einen effizienten Yanmar-Generator mit Kraft-Wärme-Kopplung und fortschrittliche Vergasertechnologie miteinander kombiniert, um eine Lösung für das Problem der landwirtschaftlichen Abfälle anzubieten. Landwirte speisen einfach holzige Abfälle in das System ein, um Strom, Wärme und nützliche landwirtschaftliche Produkte zu erzeugen. Das gesamte System ist mobil und passt in zwei Standard-Transportcontainer.
Ein nachhaltiger Kreislauf
Die Abfallentsorgung in landwirtschaftlichen Betrieben ist mit erheblichen Umweltproblemen verbunden, u. a. Luftqualität, Entsorgungskosten und biologische Gefahren, die von verrottender Vegetation ausgehen, während staatliche Vorschriften außerdem den zulässigen Zeitraum der Verbrennung begrenzen. Anstatt landwirtschaftliche Reste zu verbrennen, können Landwirte sie mithilfe von Yanmar-Technologie in nützliche Produkte wie Strom, Wärme, Biokohle und Holzessig umwandeln. Das Projekt ist für jeden Betrieb mit holzigen Rückständen aus Dauerkulturen wie Olivenhaine, Weinberge und Obstplantagen von Nutzen.
Roberto Mussi ist Gruppenleiter der Renewable Energy Group bei Yanmar Research & Development Europe (YRE) in Florenz:
Die Vorteile der FCS ergeben sich aus ihrer Zirkularität. Landwirtschaftliche Abfälle werden in der Regel verbrannt, aber dank der Yanmar-Technologie entstehen aus den Abfällen nützliche Produkte. Durch die Umwandlung von Abfällen entsteht ein Kreislauf, der dazu beiträgt, die Nachhaltigkeit des Betriebs insgesamt zu verbessern und seine Umweltauswirkungen zu reduzieren.
Dieser Kreislauf, der durch die Umwandlung von Abfällen entsteht, trägt dazu bei, die Nachhaltigkeit des Betriebs insgesamt zu verbessern und seine Umweltauswirkungen zu verringern.
Entwicklung erneuerbarer Energien durch landwirtschaftliche Abfälle
Valerio Magalotti, Senior Researcher mit Spezialisierung auf Design & Testing bei YRE, spielte eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung des technischen Verfahrens, das die Umwandlung von landwirtschaftlichen Abfällen in nützliche Energie und landwirtschaftliche Produkte ermöglicht. Der Prozess beginnt mit dem Einsammeln der landwirtschaftlichen Abfälle, die zu Ballen geformt und dann zu Pellets verarbeitet werden. Diese Pellets werden einer Vergasungsanlage zugeführt, die ein brennbares „Syngas“ erzeugt, das den Generator antreibt, einen sauberen Dieselmotor von Yanmar, der für den Betrieb mit Syngas modifiziert wurde. Das System erzeugt eine Leistung von 20 kW elektrischer Energie und 35 kW Wärme und stellt damit eine umweltfreundliche Lösung dar, um Landwirtschaftsbetriebe mit Strom zu versorgen und die Betriebskosten zu senken.
Zwei weitere wertvolle Nebenprodukte des Vergasungsprozesses werden derzeit untersucht: Biokohle und Holzessig. Biokohle ist eine Art Holzkohle, die aus pflanzlichem Material hergestellt wird. Durch die Verwendung als Bodensubstrat, das das Pflanzenwachstum unterstützt, wird der Kohlenstoff in der Biokohle dauerhaft aus der Atmosphäre entfernt. Ein weiteres Nebenprodukt von FCS ist Holzessig. Es handelt sich um ein natürliches Pestizid, das das Pflanzenwachstum anregt und die Bodenbedingungen verbessert. Beide Produkte bieten beeindruckende Vorteile für die Umwelt und tragen zu einem positiveren und nachhaltigeren Ökosystem der landwirtschaftlichen Betriebe bei.
Yanmar-Technologie für saubereren Kraftstoff
Für Lorenzo Pezzola, Senior Researcher bei YRE, besteht einer der Hauptvorteile der FCS darin, dass sie mehr als ein wertvolles Produkt erzeugt. Um das Beste daraus zu machen, sieht Lorenzo eine seiner wichtigsten Aufgaben darin, ein ausgewogenes System zu definieren, das für jedes dieser Produkte die optimale Qualität gewährleistet.
Eine weitere Herausforderung, mit der sich das Team auseinandersetzen musste, ist die Gasqualität, die durch Verunreinigungen beeinträchtigt werden kann. Das Team entwickelte eine innovative Lösung in Form eines mehrstufigen, selbstreinigenden Katalysatorfilters. Mit Lorenzos Worten:
Das hilft uns, die maximale Gasqualität zu erreichen, was einen maximalen Wert für den Kunden bedeutet.
Umweltvorteile für landwirtschaftliche Betriebe
Die Einführung der Farm Circular Solution hat den Kunden von Yanmar bereits Vorteile gebracht. Filippo Legnaioli ist Präsident eines Konsortiums aus 185 landwirtschaftlichen Betrieben in der Umgebung von Florenz. Er begann vor einem Jahr mit Yanmar zusammenzuarbeiten und hat zwei wichtige Vorteile von FCS für seine Betriebe im Hinblick auf die ökologische Nachhaltigkeit festgestellt.
Der erste ist die geringere Auswirkung chemischer Düngemittel auf seinen Feldern durch die Verwendung von Holzessig und Biokohle. Er stellte einen Teil seines Feldes für Yanmar-Tests zur Verfügung und besprühte seine Olivenbäume im Sommer vier- bis fünfmal mit Holzessig, wobei er feststellte, dass die Schäden, die normalerweise durch die Olivenfruchtfliege (Bactrocera oleae) verursacht werden, deutlich zurückgingen.
Der zweite Vorteil ist der geringere Energieverbrauch. Das Olivenbaukonsortium besitzt eine Olivenmühle in San Casciano in Val di Pesa, in der Nähe von Florenz. Etwa zehn der Landwirtschaftsbetriebe des Konsortiums bringen ihre Abfälle zur Olivenmühle, wo das Farm Circular System installiert ist. Die Olivenölmühle hat ihren Energieverbrauch reduziert, indem sie die vom Vergaser erzeugte Energie aus den landwirtschaftlichen Abfällen dieser Betriebe genutzt hat. Legnaioli fasst die Auswirkungen von FCS auf die Nachhaltigkeit seines Unternehmens zusammen: „Es ist ein sehr gutes Ergebnis für unsere Landwirte und für mich.“
Nachhaltige Auswirkungen in der Landwirtschaft und darüber hinaus
Als Gruppenleiter der Renewable Energy Group bei Yanmar R&D Europe ist Roberto optimistisch, was die Zukunft der FCS angeht, und glaubt, dass sie als dezentrale Energielösung entscheidend dazu beitragen wird, die Nachhaltigkeit der Energieversorgung in landwirtschaftlichen Betrieben zu verbessern. Außerdem ist Roberto davon überzeugt, dass FCS auch weiterhin nachhaltige Lösungen für Landwirtschaftsbetriebe und darüber hinaus anbieten kann, da die neue Technologie an anderer Stelle reproduzierbar ist.
Die Farm Circular Solution steht im Einklang mit der Yanmar Green Challenge 2050, die darauf abzielt, Yanmar zu einem umweltfreundlichen, treibhausgasfreien Unternehmen zu machen. Die Yanmar Green Challenge 2050 ist Teil der Bemühungen von Yanmar, sich den gesellschaftlichen Herausforderungen zu stellen, um das Markenstatement des Unternehmens zu verwirklichen: Eine nachhaltige Zukunft.
Die Einführung der Farm Circular Solution in Italien ist die erste einer Reihe von Entwicklungen, die Yanmar plant, um die Lösung zu verfeinern und ihre Reichweite in Italien und Europa zu vergrößern. Die dezentrale, lokale Energielösung ist der Schlüssel zur Erreichung dieses Ziels.
Die Abfallverarbeitungs- und -vergasungsanlagen sind in Standard-Transportcontainern untergebracht. Dies ermöglicht den einfachen Transport zwischen den Standorten und unmittelbare Nähe zu den Betrieben, die mit Energie und Produkten versorgt werden. Zukünftige Verbesserungen umfassen den Austausch des aktuellen Generators, eines modifizierten 4TNV98-IGECS-Dieselmotors von Yanmar, durch einen Erdgasmotor Neotower 25.0 von RMB, einem Unternehmen der Yanmar-Gruppe. Der Neotower ist bereits für die Erzeugung von Gaskraftstoffen optimiert und vereinfacht die Entwicklung erheblich. Außerhalb der Landwirtschaft besteht das Potenzial, das Konzept für eine „City Circular Solution“ in städtischen Umgebungen anzupassen. Dabei würde das gleiche Prinzip wie bei der landwirtschaftlichen Lösung angewandt, nämlich die Umwandlung von Abfällen in Energie, um einen nachhaltigen Kreislauf in einem städtischen Umfeld zu schaffen.
Die Farm Circular Solution bringt bereits jetzt aufregende Veränderungen für die Landwirtschaft in Italien mit sich und hat das Potenzial, auch in den kommenden Jahren langfristige, nachhaltige Vorteile nach Europa zu bringen.
