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Independentemente da posição de cada um sobre as alterações climáticas antropogénicas, a maioria concordará que a combustão de combustíveis fósseis — petróleo, carvão e gás natural, por exemplo — liberta químicos nocivos para o ar. Mesmo que os seus efeitos na estabilidade atmosférica sejam marginais, ainda representam riscos para a saúde respiratória de todos os que vivem e respiram. Só esta razão deveria impulsionar a pesquisa e o desenvolvimento de fontes de energia alternativas. É claro que tais estudos estão em curso, com a expansão do uso da energia solar e eólica. No entanto, enquanto estes meios dependem do clima, o biogás é uma fonte de energia consistente e ilimitada.
Uma lei natural imutável é que as entidades biológicas morrem e — quando morrem — decompõem-se. Em suma, a sua substância é decomposta em compostos e elementos constituintes. Isto é feito na presença de oxigénio ou na sua ausência. Quando a folhagem caída, carcaças de animais, defecações, ramos de árvores mortas, relva compostada ou subprodutos de resíduos alimentares são enterrados, eles decompõem-se anaerobicamente, ou seja, onde não há oxigénio disponível. Designado digestão anaeróbia, este processo permite que certas bactérias atuem na matéria orgânica de forma a culminar na libertação de metano (CH₄). Como os combustíveis fósseis, o metano pode ser queimado para obtenção de energia. Ao contrário do metano proveniente de combustíveis geológicos, o metano do biogás é neutro em carbono, ou seja, não adiciona novo dióxido de carbono (CO₂) à atmosfera. A produção de biogás não é um empreendimento novo para os humanos — uma das primeiras grandes centrais de biogás de esgoto foi estabelecida na Grã-Bretanha em 1911.
A crosta terrestre aprisiona o carbono, impedindo-o de entrar na atmosfera. Apenas quando a crosta é perfurada para mineração e extração de energia é que o carbono é libertado, especialmente quando tais extrações geológicas são queimadas no processo de produção de energia. Neste caso, o CO₂ que de outra forma permaneceria encapsulado na terra é adicionado ao CO₂ na atmosfera. Em contraste, o CO₂ da matéria orgânica em decomposição seria naturalmente libertado — aerobicamente ou anaerobicamente — durante a decomposição, quer seja utilizado como biogás ou não. Portanto, nenhum dióxido de carbono adicional é contabilizado.
A produção de biogás é tão diversificada em escala e aplicação que identificar um projeto de biogás "típico" é difícil. As variações de tamanho, propósito e substrato — ou seja, a classe de material orgânico usado para digestão — são inúmeras. Uma quinta pode empregar a digestão anaeróbia de estrume de gado para gerar a sua própria energia e, talvez, vender o excedente de eletricidade a uma empresa de serviços públicos regional. Uma estação de tratamento de água pode igualmente digerir material de esgoto para a sua própria eletricidade. Uma casa pode usar o seu próprio composto e resíduos alimentares para cozinhar e aquecer a casa. Apesar de todos os modos usados pelos produtores de biogás, existem alguns elementos comuns entre as maiores centrais de biogás. Cada uma possui um método e meios de acumulação e gestão de substrato. O digestor anaeróbio é a peça central de qualquer instalação montada por uma empresa de biogás. Uma vez separado, o biogás é recolhido e purificado de quaisquer compostos ou elementos que prejudiquem a sua eficiência. Enquanto isso, o que resta do substrato — agora chamado digestato — é recolhido para uso posterior como fertilizante e/ou cama para animais.
Como é que uma empresa de biogás entra no negócio da energia? Converter metano de origem orgânica em eletricidade serve como uma forma ecologicamente correta de alimentar casas, empresas e infraestruturas. Uma célula de combustível pode transformar a energia química do biogás, com a ajuda de oxigénio, em eletricidade. No entanto, esta tecnologia ainda é algo dispendiosa. O mais comum é quando o biogás alimenta um gerador elétrico através da combustão, onde o calor produz o torque que faz girar o motor. Esta energia mecânica estimula um núcleo de ferro dentro de um íman que cria corrente elétrica.
Transformar metano de origem orgânica em combustível para transporte é do interesse tanto de uma startup de biogás quanto das principais empresas de biogás. De facto, os combustíveis "verdes" estão no centro de muita pesquisa e desenvolvimento. Para ser transportado e armazenado eficientemente para uso posterior em veículos, o biogás deve ser comprimido. Antes deste processo, o biogás é purificado de CO₂ e contaminantes como sulfureto de hidrogénio, que roubam a densidade energética do biogás. Condensar o gás sob pressões tão altas como 5.000 psi facilita o armazenamento e a transferência de um lugar para outro.
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