Co je to bioplynový design?
Konstrukce bioplynu se liší v závislosti na dostupných materiálech a rozsahu výroby. Bioplyn je druh biopaliva vytvářeného anaerobním nebo kyslíkem prostým rozkladem organických materiálů bakteriemi. Organické materiály obvykle zahrnují živočišný a rostlinný odpad a energetické plodiny nebo plodiny, které jsou pěstovány za výslovným účelem výroby paliva. Plyn vytvořený tímto způsobem může být použit pro účely ohřevu nebo ve své koncentrované formě pro pohon vozidla. Zatímco konstrukce bioplynu se liší v podrobnostech, většina zařízení na výrobu bioplynu má podobné hlavní komponenty, včetně vyhnívače a držáku plynu.
Digestor je vzduchotěsný kontejner, ve kterém je odpad ukládán a rozkládán, a držák plynu je tank, který využívá plyny emitované kalem. Bakterie uvnitř vyhnívací nádrže rozkládají odpad a při rozkladu se uvolňují plyny, jako je oxid uhelnatý, metan, vodík a dusík. Pro usnadnění rychlého rozkladu při optimální produkci plynu je nádrž udržována mezi teplotami 29 ° C a 41 ° C (84,2 ° F - 105,8 ° F). Nejlepší je udržovat kal v nádrži na mírně zásaditém pH, aby se zajistil rychlejší rozklad. Při pokusu o neutralizaci kaše má materiál tendenci emitovat více kyselý oxid uhličitý, žádaný produkt rozkladu.
Prostřednictvím tlakového systému jsou plyny uvolňované v digestoru vedeny do otvoru v bubnu držáku plynu. Konstrukce bioplynu držáku plynu je specializovaná na to, aby umožňovala plynule volně proudit do držáku a zároveň zabraňovala úniku veškerého využitého plynu zpět do vyhnívače nebo do vnějšího prostředí. To je důležité jak pro účinnost, tak pro bezpečnost, protože mnoho z těchto plynů je hořlavých a při smíchání s kyslíkem nebo jinými plyny může způsobit výbuch. Kaše v nádrži musí být také občas zamíchána, aby se zabránilo tvorbě tvrdé kůry na povrchu odpadu. Kůra může zachytávat plyny v kalu a bránit strojnímu zařízení využívat plyny.
Konstrukce bioplynu se může lišit v závislosti na potřebném množství plynu, množství odpadu po ruce a na tom, zda je digestoř zkonstruován pro dávkové nebo kontinuální plnění. Systémy dávkového dávkování používají většinou pevné odpady, které se přidávají do nádrže ve splátkách, a modely s kontinuálním podáváním přivádějí tekutiny do digestoru nepřetržitě. Konstrukce bioplynu může umístit zařízení buď nad nebo pod zemí, ačkoli existují výhody a nevýhody obou modelů. Nadzemní bioplynová stanice se snáze udržuje a je schopna těžit ze solárního vytápění, ale vyžaduje více investic do výstavby, protože musí být postavena tak, aby zvládla vnitřní tlak digestoru. Podzemní zařízení na výrobu bioplynu je levnější na výstavbu a snáze se plní, ale těžší je čistit a opravovat.
Bioplyn je často upřednostňován před zdroji energie z fosilních paliv, jako je ropa nebo uhlí, a to z environmentálních i ekonomických důvodů. Rostoucí koncentrace uhlíku v atmosféře se stala ústředním tématem problému globálního oteplování. Ačkoli jak bioplyn, tak fosilní paliva produkují uhlík, fosilní paliva uvolňují uhlík, který byl po mnoho let pohřben ve staré biomase a účinně odstraněn z uhlíkového cyklu. Uhlík uvolněný během výroby a používání bioplynu byl uložen ve formě organické hmoty teprve nedávno a je stále součástí cyklu. Proto při uvolnění nezpůsobuje tolik rozrušení koncentrace uhlíku v atmosféře.
Zastánci výroby bioplynu také preferují bioplyn před fosilními palivy, protože se jedná o nízkonákladový obnovitelný zdroj energie, který využívá jinak zbytečné materiály. Design bioplynu se může postarat o malá místa, což z něj činí životaschopnou možnost pro regiony v rozvojových zemích. Kritici designu bioplynu tvrdí, že potravinářské plodiny pěstované pro účely výroby bioplynu vytvoří globální nedostatek potravin. Biopaliva mohou také způsobit odlesňování, znečištění vody, erozi půdy a negativní dopad na národy produkující ropu.