牛スラリーとグラスサイレージからのバイオエネルギーとバイオ肥料のための統合型嫌気性消化・熱分解・水熱炭化システムの結果帰属型ライフサイクルアセスメント

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a detailed consequential LCA methodology for integrated AD-Py/HTC systems, with comparative scenario analysis that can inform future system design and environmental impact assessments.

🏢実務担当者:Demonstrates the environmental benefits of combining AD with pyrolysis/HTC for bioenergy and biofertilizer production, offering a potential roadmap for farms or waste management facilities to reduce emissions and enhance resource efficiency.

🏛政策担当者:Supports policies promoting integrated waste-to-energy systems in agriculture, showing significant GHG and eutrophication reductions that can help meet national climate and circular economy goals.

本研究は、アイルランドの農業環境において、牛スラリーとグラスサイレージを処理するために、嫌気性消化（AD）を熱分解（Py）および水熱炭化（HTC）と統合することの環境成果を評価するものである。1 tの原料（VS基準で牛スラリー0.4：グラスサイレージ0.6）に基づく6つのシナリオについて、帰結型ライフサイクルアセスメント（CLCA）を実施した。すなわち、2つの単独ADシステム（バイオ電力およびバイオメタンを生成）と、異なる製品利用経路を持つ4つの統合AD–Py/HTCシステムである。すべての影響カテゴリーにおいて、統合システムは単独ADよりも優れた性能を示した。この改善は主に、余剰バイオエネルギー（電力、バイオメタン、炭化水素燃料、ハイドロチャー）が限界化石エネルギー（硬炭、天然ガス、重油）を代替することと、消化液由来のバイオ炭およびHTCプロセス水が無機NPK肥料を置き換えることに起因する。構成の中で、AD–HTCバイオ電力シナリオ（S4）が、Pyベースのオプションと比較して、より高いハイドロチャー収率、好ましい発熱量、およびより低い前処理エネルギー需要により、全体的に最良の性能を達成した。統合シナリオ全体では、気候変動、淡水富栄養化、および化石資源枯渇の影響は、化石ベースの参照システムと比較してそれぞれ最大84%、86%、および99%削減され、一方、消化液および肥料の施用を回避することで、陸域酸性化が最大74%削減された。全体として、結果は、AD–Py/HTCによる消化液のカスケード利用が、バイオエネルギー生産と栄養塩リサイクルを同時に強化できることを示しており、農業残渣の低排出管理のための堅牢な経路を提供する。これらの知見は、アイルランドの再生可能エネルギーおよび循環経済目標に直接関連しており、スラリーおよび草ベースの残渣を低炭素エネルギーおよびバイオ肥料資源として活用しようとする他の畜産集約地域にも適用可能である。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

This study evaluates the environmental outcomes of integrating anaerobic digestion (AD) with pyrolysis (Py) and hydrothermal carbonization (HTC) to treat cattle slurry and grass silage in an Irish agricultural context. A consequential life cycle assessment (CLCA) was carried out for six scenarios based on 1 t of feedstock (0.4:0.6 cattle slurry/grass silage on a VS basis): two standalone AD systems (producing bioelectricity and biomethane) and four integrated AD–Py/HTC systems with different product utilisation pathways. Across all impact categories, the integrated systems performed better than standalone AD. This improvement is mainly due to the surplus bioenergy (electricity, biomethane, hydrocarbon fuel, hydrochar) that replaces marginal fossil energy (hard coal, natural gas and heavy fuel oil), together with the displacement of mineral NPK fertilisers by digestate-derived biochar and HTC process water. Among the configurations, the AD–HTC bioelectricity scenario (S4) achieved the best overall performance, driven by higher hydrochar yields, a favourable heating value, and a lower pretreatment energy demand compared with Py-based options. Across the integrated scenarios, climate change, freshwater eutrophication, and fossil depletion impacts were reduced by up to 84%, 86%, and 99%, respectively, relative to the fossil-based reference system, while avoiding digestate and fertiliser application reduced terrestrial acidification by up to 74%. Overall, the results show that the cascading utilisation of digestate via AD–Py/HTC can simultaneously enhance bioenergy production and nutrient recycling, providing a robust pathway for low-emission management of agricultural residues. These findings are directly relevant to Ireland’s renewable energy and circular economy targets and are transferable to other livestock-intensive regions seeking to valorise slurry and grass-based residues as low-carbon energy and biofertiliser resources.

• semanticscholar https://www.mdpi.com/2071-1050/18/2/1040/pdf?version=1768904772first seen 2026-06-23 06:08:57 · last seen 2026-09-22 05:09:54