Sectorgerelateerde onderwerpen
Volgens het United States Energy Information Agency (EIA) zal de energieconsumptie naar verwachting de komende drie decennia trager groeien dan in de afgelopen jaren. EIA schrijft deze verwachte vertraging toe aan efficiëntie. Ondertussen wordt er meer elektriciteit opgewekt uit hernieuwbare bronnen dan ooit tevoren. Dit is goed nieuws voor mensen die bezorgd zijn over energieonafhankelijkheid en de milieueffecten van de verbranding van fossiele brandstoffen. Hoewel zonnepanelen en windturbines de meeste media-aandacht krijgen wanneer energieverbruik ter sprake komt, zijn de onbezongen helden van hernieuwbare energie biomassa en biogas. Ze zijn niet alleen bruikbaar voor elektriciteitsopwekking, ze verbeteren ook het soms frustrerende proces van afvalbeheer.
De betekenis van het woord, biomassa, is materie die afkomstig is van levende – of eens levende – organismen. Het bevat opgehoopte chemische energie van de zon. Dit omvat diverse vormen van materie: brandhout, houtsnippers, timmerhout en zaagsel; landbouwgewassen, wilde planten, algen en grasmaaisel; vast afval dat in vuilnis wordt gevonden, zoals papier, textiel en afgedankte voedselbijproducten; evenals veemest en rioolslib. Alles wat zijn oorsprong vindt in levende flora of fauna kan als biomassa tellen. Sterker nog, dit is helemaal geen nieuwe hernieuwbare energiebron. Voor de Industriële Revolutie was het de primaire brandstofbron voor verwarming en koken. Tegenwoordig maakt de efficiënte omzetting van biomassa naar biogas echter aanzienlijke elektriciteitsproductie mogelijk.
Onder de juiste omstandigheden dient biomassa als een fabriek voor biogas. Natuurlijk produceren etensresten in uw keukenafvalbak geen bruikbaar biogas. Maar als u die restjes zuurstof onthoudt, zoals in een stortplaats, creëert u de omstandigheden voor biochemische activiteit die wel biomassa gas vrijgeeft. Dit is de reden waarom monteurs van septic tanks en rioleringsmedewerkers beschermende uitrusting moeten dragen om bepaalde taken uit te voeren – het ruwe gas dat vrijkomt, kan gevaarlijk zijn voor hun gezondheid. Wat gebeurt er bij de omzetting van biomassa naar biogas? Een reeks reacties voltrekt zich; deze reeks wordt anaerobe vergisting genoemd.
Anaerobe vergisting begint met de biomassa zelf. Sommige vormen zijn meer "verteerbaar", d.w.z. gemakkelijker om biogas uit te winnen, dan andere. Dit is vergelijkbaar met de menselijke spijsvertering, waarbij vezelrijke voedingsmiddelen – zoals rauwe groenten – langer nodig hebben voordat de voedingsstoffen de cellen bereiken. Ongeacht de verwerkingsuitdagingen, wordt de biomassa vaak aangeduid als substraat. De eerste stap is om het substraat onder te brengen in een zuurstofvrije omgeving. Alleen in afwezigheid van zuurstof kan de essentiële ontbinding plaatsvinden. Sommige substraten worden voorbehandeld om ze beter verteerbaar te maken. Net als op de bodem van een composthoop of in de diepten van een stortplaats, beginnen bacteriën in een gecontroleerde vergister organisch materiaal af te breken, waarbij componenten worden omgezet in verschillende verbindingen en elementen. Uiteindelijk wordt biogasproductie uit afval bereikt wanneer methaan (CH4) en kooldioxide (CO2) vrijkomen bij deze reacties.
Meestal wordt energie uit biomassa en biogas gebruikt om elektriciteit op te wekken. Deze energie kan een specifieke faciliteit aandrijven, zoals een boerderij, of het kan meer regionale toepassingen hebben, d.w.z. voor gebruik door een openbaar nutsbedrijf. In de meeste gevallen voedt het biogas een verbrandingsmotor die op zijn beurt mechanische energie creëert die elektrische generatoren aandrijft. Soms gaat biogas direct van de vergisting naar verwarmingstoestellen en boilers die anders propaangas zouden vereisen. Als alternatief wordt het verder geraffineerd voor transportgebruik door een lokaal gasbedrijf. Het digestaat dat na de vergisting overblijft, is een voedzame meststof en kan andere agrarische en industriële toepassingen dienen.
Zoals opgemerkt, kan anaerobe vergisting in de natuur voorkomen. Toch heeft de mensheid manieren gevonden om het biogas dat het produceert te benutten. Vergisters variëren afhankelijk van het volume van het substraat en het doel van de methaanproductie uit biomassa. Afgedekte anaerobe lagunevergisters zijn luchtdicht gemaakt met een soepele afdekking en pompen biogas direct naar een verbrandingsinstallatie. Plug-flow vergisters komen veel voor op melkveebedrijven, ondergronds gebouwd. Volledig gemengde vergisters zijn vaak bovengrondse tanks die worden gebruikt voor afvalwater en als rioolwatervergisters.
Spreek een specialist
Vragen over biomassa-naar-biogassystemen voor uw faciliteit?
