Projekt Biogazowy

Niezależnie od poglądów na temat antropogenicznych zmian klimatycznych, większość zgodzi się, że spalanie paliw kopalnych — ropy naftowej, węgla i gazu ziemnego — uwalnia do powietrza szkodliwe chemikalia. Nawet jeśli ich wpływ na stabilność atmosfery jest marginalny, nadal stanowią zagrożenie dla zdrowia układu oddechowego dla wszystkich, którzy żyją i oddychają. Sam ten powód powinien stymulować badania i rozwój alternatywnych źródeł energii. Oczywiście, takie badania są w toku, a wykorzystanie energii słonecznej i wiatrowej rośnie. Jednakże, podczas gdy te źródła są zależne od pogody, biogaz jest spójnym i nieograniczonym źródłem energii.

Czym jest biogaz i skąd pochodzi?

Niezmiennym prawem natury jest to, że organizmy biologiczne umierają i — gdy umierają — ulegają rozkładowi. Krótko mówiąc, ich substancja jest rozkładana na związki składowe i pierwiastki. Dzieje się to w obecności tlenu lub pod jego nieobecność. Gdy opadłe liście, tusze zwierząt, odchody, martwe gałęzie drzew, skompostowana trawa lub odpady spożywcze zostają zakopane, rozkładają się beztlenowo, tzn. tam, gdzie nie ma tlenu. Proces ten, zwany fermentacją beztlenową, pozwala niektórym bakteriom działać na materię organiczną w taki sposób, że kończy się uwolnieniem metanu (CH₄). Podobnie jak paliwa kopalne, metan może być spalany w celu uzyskania energii. Jednakże, w przeciwieństwie do paliw geologicznych, metan z biogazu jest neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla, tzn. nie dodaje nowego dwutlenku węgla (CO₂) do atmosfery. Produkcja biogazu nie jest nowym przedsięwzięciem dla ludzi — jedna z najwcześniejszych, dużych oczyszczalni ścieków produkujących biogaz została założona w Wielkiej Brytanii w 1911 roku.

Co sprawia, że metan z biogazu jest „neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla”?

Skorupa ziemska zatrzymuje węgiel, uniemożliwiając mu dostanie się do atmosfery. Dopiero po naruszeniu skorupy w celu wydobycia surowców i energii węgiel jest uwalniany, zwłaszcza gdy takie wydobyte zasoby są spalane w procesie produkcji energii. W tym przypadku, CO₂, który w innym wypadku pozostałby uwięziony w ziemi, jest dodawany do CO₂ w atmosferze. W przeciwieństwie do tego, CO₂ z rozkładającej się materii organicznej byłby naturalnie uwalniany — aerobowo lub anaerobowo — podczas rozkładu, niezależnie od tego, czy jest wykorzystywany jako biogaz, czy nie. Dlatego nie oblicza się żadnego dodatkowego dwutlenku węgla.

Jak działa typowy projekt biogazowy?

Produkcja biogazu jest tak zróżnicowana pod względem skali i zastosowania, że trudno jest zidentyfikować „typowy” projekt biogazowy. Istnieje wiele wariacji pod względem wielkości, celu i substratu — czyli klasy materiału organicznego używanego do fermentacji. Gospodarstwo rolne może wykorzystać fermentację beztlenową gnojowicy zwierzęcej do samodzielnego zasilania i być może sprzedawać nadwyżki energii elektrycznej regionalnemu dostawcy. Oczyszczalnia ścieków może podobnie fermentować materiał ściekowy na własną energię elektryczną. Gospodarstwo domowe może wykorzystać własny kompost i odpady spożywcze do gotowania posiłków i ogrzewania domu. Mimo wszystkich metod stosowanych przez producentów biogazu, istnieje kilka wspólnych elementów wśród większych biogazowni. Każda z nich posiada metodę i środki gromadzenia i zarządzania substratem. Fermentator beztlenowy jest centralnym punktem każdej instalacji założonej przez firmę biogazową. Po oddzieleniu, biogaz jest zbierany i oczyszczany z wszelkich związków lub elementów, które obniżają jego wydajność. Tymczasem to, co pozostało z substratu — teraz nazywane pofermentem — jest zbierane do późniejszego wykorzystania jako nawóz i/lub ściółka dla zwierząt.

Biogaz na energię elektryczną

Jak firma biogazowa wchodzi w biznes energetyczny? Przetwarzanie metanu pochodzenia organicznego na energię elektryczną służy jako ekologicznie rozsądny sposób zasilania domów, firm i infrastruktury. Ogniwo paliwowe może przekształcać energię chemiczną biogazu, z pomocą tlenu, w energię elektryczną. Jednak ta technologia pozostaje nieco kosztowna. Najczęściej biogaz zasila generator elektryczny poprzez spalanie, gdy ciepło wytwarza moment obrotowy, który obraca silnik. Ta energia mechaniczna stymuluje żelazny rdzeń wewnątrz magnesu, który wytwarza prąd elektryczny.

Biogaz na paliwo transportowe

Wytwarzanie paliwa transportowego z metanu pochodzenia organicznego interesuje zarówno start-upy biogazowe, jak i czołowe firmy biogazowe. Rzeczywiście, „zielone” paliwa są w centrum wielu badań i rozwoju. Aby biogaz mógł być efektywnie transportowany i przechowywany do późniejszego wykorzystania w pojazdach, musi zostać sprężony. Przed tym procesem biogaz jest oczyszczany z CO₂ i zanieczyszczeń, takich jak siarkowodór, z których każdy pozbawia biogaz gęstości energetycznej. Skraplanie gazu pod ciśnieniem dochodzącym do 5000 funtów na cal kwadratowy ułatwia jego przechowywanie i przenoszenie z miejsca na miejsce.