Qu'est-ce que la conception de biogaz?
La conception du biogaz diffère en fonction des matériaux et de l’échelle de production. Le biogaz est un type de biocarburant résultant de la décomposition anaérobie, ou sans oxygène, de matières organiques par des bactéries. Les matières organiques comprennent généralement les déchets animaux et végétaux, ainsi que les cultures énergétiques ou destinées à la production de combustibles. Le gaz formé à partir de ce processus peut être utilisé à des fins de chauffage ou, sous sa forme concentrée, pour la propulsion de véhicules. Bien que la conception du biogaz diffère dans les détails, la plupart des installations de biogaz ont des composants principaux similaires, y compris un digesteur et un réservoir de gaz.
Le digesteur est un conteneur hermétique dans lequel les déchets sont déversés et décomposés, et le réservoir de gaz est un réservoir qui exploite les gaz émis par le lisier. Les bactéries présentes dans le digesteur décomposent les déchets et libèrent des gaz tels que le monoxyde de carbone, le méthane, l'hydrogène et l'azote lors de sa décomposition. Pour faciliter la décomposition rapide avec une production de gaz optimale, le réservoir est maintenu entre 29 ° C et 41 ° C (84,2 ° F à 105,8 ° F). Il est préférable de maintenir le lisier dans la cuve à un pH légèrement basique pour assurer une décomposition plus rapide. Pour tenter de neutraliser la suspension, le matériau aura tendance à émettre plus de dioxyde de carbone acide, un produit de décomposition souhaité.
Grâce à un système sous pression, les gaz libérés dans le digesteur sont acheminés dans un trou du tambour du réservoir à gaz. La conception du réservoir de gaz à biogaz est spécialisée pour permettre au gaz de s'écouler librement dans le réservoir tout en empêchant tout gaz capturé de s'échapper dans le digesteur ou dans l'environnement extérieur. Ceci est important, tant pour l'efficacité que pour la sécurité, car beaucoup de ces gaz sont combustibles et peuvent provoquer des explosions lorsqu'ils sont mélangés avec de l'oxygène ou d'autres gaz. La boue dans la cuve doit également être agitée à l'occasion pour empêcher la formation d'une croûte dure sur le dessus des déchets. Une croûte peut piéger les gaz dans le lisier et empêcher la machine de capter les gaz.
La conception du biogaz peut varier en fonction de la quantité de gaz nécessaire, de la quantité de déchets disponible et du fait que le digesteur soit conçu pour une alimentation par lots ou en continu. Les systèmes d'alimentation par lots utilisent principalement des déchets solides qui sont ajoutés au réservoir par tranches, et les modèles d'alimentation en continu alimentent les liquides en continu dans le digesteur. Une conception de biogaz peut placer une installation en surface ou sous terre, bien que les deux modèles présentent des avantages et des inconvénients. Une installation de biogaz en surface est plus facile à entretenir et à tirer parti du chauffage solaire, mais elle nécessite plus d’investissements dans la construction car elle doit être construite pour supporter la pression interne du digesteur. Une usine de biogaz souterraine est moins chère à construire et plus facile à alimenter, mais plus difficile à nettoyer et à réparer.
Le biogaz est souvent préféré aux sources d'énergie à base de combustibles fossiles, telles que le pétrole ou le charbon, pour des raisons à la fois environnementales et économiques. La concentration croissante de carbone dans l'atmosphère est devenue un problème central dans le problème du réchauffement climatique. Bien que le biogaz et les combustibles fossiles émettent du carbone, ceux-ci libèrent du carbone qui a été enfoui pendant de nombreuses années dans la biomasse ancienne et effectivement retiré du cycle du carbone. Le carbone libéré lors de la production et de l'utilisation du biogaz n'a été stocké sous forme de matière organique que récemment et fait toujours partie du cycle. Par conséquent, lorsqu’il est libéré, il ne perturbe pas autant la concentration de carbone dans l’atmosphère.
Les partisans de la production de biogaz préfèrent également les biogaz aux combustibles fossiles, car il s’agit d’une source d’énergie renouvelable à faible coût qui utilise des matériaux autrement gaspillés. La conception du biogaz peut s’adapter aux sites à petite échelle, ce qui en fait une option viable pour les régions des pays en développement. Les détracteurs de la conception du biogaz soutiennent que les cultures vivrières destinées à la production de biogaz créeront une pénurie alimentaire mondiale. Les biocarburants peuvent également causer la déforestation, la pollution de l'eau, l'érosion des sols et avoir un impact négatif sur les pays producteurs de pétrole.