Brancheemner
Ifølge det amerikanske energiministerium (EIA) forventes energiforbruget at vokse langsommere i de næste tre årtier end i tidligere år. EIA tilskriver denne forventede afmatning effektivitet. Samtidig genereres mere elektricitet fra vedvarende kilder end nogensinde før. Dette er gode nyheder for dem, der bekymrer sig om energiuafhængighed og fossile brændstoffers miljøpåvirkning. Selvom solpaneler og vindmøller får mest medieopmærksomhed, når energiforbrug debatteres, er biomasse og biogas de ubesungne helte inden for vedvarende energi. Ikke alene kan de bruges til elproduktion, de forbedrer også den undertiden frustrerende proces med affaldshåndtering.
Hvis man deler ordet op, er biomasse materiale, der stammer fra levende – eller tidligere levende – organismer. Det indeholder akkumuleret kemisk energi fra solen. Dette omfatter forskellige former for materiale: brænde, træflis, tømmer og savsmuld; landbrugsafgrøder, vilde planter, alger og græsafklip; fast affald fundet i skrald som papir, tekstiler og kasseret madbiprodukter; samt husdyrgødning og spildevand. Alt, der kan spores tilbage til levende flora eller fauna, kan tælle som biomasse. Faktisk er dette slet ikke en ny vedvarende energikilde. Før den industrielle revolution var det den primære brændstofkilde til opvarmning og madlavning. I dag muliggør den effektive omdannelse af biomasse til biogas imidlertid en betydelig elproduktion.
Under de rette betingelser fungerer biomasse som en fabrik for biogas. Madrester i din køkkenaffaldskurv producerer selvfølgelig ikke brugbar biogas. Men hvis du fratager disse rester ilt, som i en losseplads, skaber du grundlaget for bio-kemisk aktivitet, der frigiver biomassegas. Dette er grunden til, at septiktankteknikere og kloakarbejdere skal bære beskyttelsesudstyr for at udføre visse opgaver – den rå gas, der udsendes, kan være farlig for deres helbred. Hvad sker der i omdannelsen af biomasse til biogas? En række reaktioner finder sted; denne sekvens kaldes anaerob nedbrydning.
Anaerob nedbrydning begynder med selve biomassen. Nogle former er mere "fordøjelige", dvs. lettere at udvinde biogas fra, end andre. Dette svarer til menneskelig fordøjelse, hvor fiberrig mad – som rå grøntsager – tager længere tid for næringsstofferne at komme ind i cellerne. Uanset forarbejdningsudfordringerne omtales biomassen ofte som substrat. Første skridt er at placere substratet i et iltfrit miljø. Kun i fravær af ilt kan den essentielle nedbrydning finde sted. Noget substrat forbehandles for at gøre det mere fordøjeligt. Som i bunden af en kompostbunke eller i dybet af en losseplads, begynder bakterier i en konstrueret reaktor at nedbryde organisk materiale og omdanne komponenter til forskellige forbindelser og elementer. Endelig opnås biogasproduktion fra affald, når metan (CH₄) og kuldioxid (CO₂) frigives i disse reaktioner.
Oftest anvendes energi fra biomasse og biogas til at generere elektricitet. Denne energi kan drive et bestemt anlæg, som en gård, eller den kan have mere regionale anvendelser, f.eks. til brug for et offentligt forsyningsselskab. I de fleste tilfælde driver biogassen en forbrændingsmotor, som igen skaber mekanisk energi, der driver elektriske generatorer. Nogle gange går biogas direkte fra nedbrydning til varmeapparater og kedler, der ellers ville kræve propangas. Alternativt raffineres den yderligere til transportbrug af et lokalt gasselskab. Den digestat, der er tilbage efter nedbrydning, er en næringsrig gødning og kan tjene andre landbrugs- og industrielle formål.
Som nævnt kan anaerob nedbrydning forekomme i naturen. Alligevel har menneskeheden fundet måder at udnytte den biogas, den producerer. Reaktorer varierer alt efter substratets volumen og formålet med metanproduktionen fra biomasse. Overdækkede anaerobe lagune-reaktorer gøres lufttætte med et smidigt dække og pumper biogas direkte ind i en forbrændingsanordning. Plug flow-reaktorer er almindelige på mælkebrug og er konstrueret under jordoverfladen. Komplette mix-reaktorer er ofte overjordiske tanke, der bruges med spildevand og som spildevandsreaktorer.
Tal med en specialist
Spørgsmål om biomasse-til-biogas-systemer til dit anlæg?
