Shikaoi na Hokkaido: biogaz z krowiej gnojowicy, biometan i wodór dla lokalnych pojazdów

Shikaoi, miasteczko mleczarskie na Hokkaido, jest jednym z najczęściej cytowanych przykładów łączenia biogazu rolniczego z wodorem. Według WSEW (Sankei Shimbun, czerwiec 2024 r.) miasteczko liczy nieco ponad 5200 mieszkańców i ok. 21 tys. krów mlecznych, a Centrum Ochrony Środowiska (Environmental Conservation Center) działa od października 2007 r. Obiekt może przerabiać obornik od 1870 sztuk bydła dziennie; fermentacji poddaje się też odpady żywnościowe i osady. Biogaz napędza dwa generatory gazowe, a nadwyżkę energii elektrycznej sprzedaje się Hokkaido Electric Power.

Instalacja biogazowa i ciepło

Surowiec trafia z okolicznych farm mlecznych. Ciepło odpadowe z produkcji energii od 2014 r. wykorzystuje się w szklarniach na terenie zakładu, gdzie uprawia się m.in. mango, bataty i pomidory; w ramach projektu demonstracyjnego ciepło służy też do regulacji temperatury w basenach hodowli jesiotrów. Całkowity koszt budowy centrum wyniósł 1,745 mld jenów, z czego gmina pokryła 350 mln jenów dzięki dotacjom rządu krajowego i Hokkaido. W 2016 r. uruchomiono drugi zakład w innej części gminy, zdolny do przerobu obornika od 3000 sztuk bydła dziennie. Opłata za korzystanie z obu centrów wynosi 12 570 jenów za sztukę bydła rocznie; początkowo rolnicy reagowali negatywnie na nowe koszty, ale ponieważ zmniejszyła się praca przy wytwarzaniu nawozu z obornika, według gminy żadna umowa nie została wypowiedziana. Z ok. 80 gospodarstw mlecznych w gminie ok. 30 proc. korzysta z przerobu obornika.

Droga do wodoru

Uroczyste otwarcie Shikaoi Hydrogen Farm odbyło się 24 stycznia 2017 r. Według World Biogas Association biogaz z fermentacji odpadów rolniczych i obornika z okolicznych ferm jest uszlachetniany w membranowych separatorach Air Products PRISM PB, a powstały biometan służy na miejscu do produkcji odnawialnego wodoru, z którego powstają ciepło, energia i paliwo dla pojazdów. Według Hydrocarbon Engineering Air Products dostarczył też technologię stacji tankowania SmartFuel, a w ośrodku zainstalowano pierwszą na Hokkaido stację tankowania pojazdów wodorowych, obsługującą pojazdy i wózki widłowe; partnerami projektu były również Air Water, Kajima i Nippon Steel & Sumikin Pipeline & Engineering. Wodór wraca do okolicznych rolników i sąsiednich obiektów jako źródło energii odnawialnej. Ośrodek opisywano jako pierwszy w Japonii obiekt wykorzystujący odpady rolnicze jako źródło wodoru. Projekt był pięcioletnią demonstracją wspieraną przez Ministerstwo Środowiska Japonii.

Według WSEW wodór z metanu z biogazu sprzedaje się dziś na stacji „Shikaoi Hydrogen Farm”, zbudowanej w maju 2022 r. przez dwie prywatne firmy. Jest to jedyna w Japonii stacja sprzedająca wodór pochodzący z odchodów zwierząt hodowlanych; gmina używa też ogniw paliwowych w niektórych pojazdach służbowych, a stację odwiedzają turyści podróżujący po Hokkaido samochodami wodorowymi.

Tło: biogaz w hodowli bydła na Hokkaido

Agriland (marzec 2025 r.) podaje za rządem Japonii, że na Hokkaido żyje ponad 800 tys. krów mlecznych, a wyspa odpowiada za 50 proc. krajowej produkcji mleka. Profesor Shiho Ishikawa z Uniwersytetu Hokkaido szacuje, że krowa mleczna wytwarza ok. 65 kg obornika dziennie, a z jednej tony można uzyskać 30–35 m³ biogazu. Według tego samego źródła na Hokkaido zainstalowano od tego czasu ok. 140 biogazowni – od małych instalacji pojedynczych gospodarstw po duże, prowadzone przez samorządy i instytuty badawcze; energia z biogazu zasila codzienne prace na farmach (karmienie, pojenie, dojenie, chłodzenie mleka), co obniża rachunki za prąd. Prof. Ishikawa podkreśla zasadę „rolnictwa obiegowego” (circulation farming): zdrowa gleba, dobra pasza dla krów i zwrot odpadów na pola, a przerób obornika zmniejsza nakład pracy i koszty jego zagospodarowania. Agriland dodaje, że w Shikaoi z obornika powstaje bezwonny nawóz płynny (poferment) oraz biogaz.

Wnioski

Shikaoi to przykład lokalnego „zamkniętego obiegu”: gnojowica – biogaz – energia, ciepło i paliwo. Skala jest jednak niewielka, a gmina rozważa budowę kolejnych zakładów, bo pojemność obecnych nie pozwala objąć wszystkich gospodarstw. Dla Polski przykład ten jest raczej inspiracją organizacyjną (opłata od sztuki bydła, wykorzystanie ciepła w szklarniach) niż wzorem technologicznym: wybór wodoru ma sens tam, gdzie istnieje rynek ogniw paliwowych i wsparcie publiczne.