Che cos'è un sistema a biogas?
Un sistema di biogas è una tecnologia che produce biogas. Il biogas è un tipo di energia rinnovabile formata dalla digestione anaerobica della materia organica. La digestione anaerobica si riferisce alla decomposizione assistita da batteri che si verifica in un ambiente privo di ossigeno. Il carburante può essere utilizzato per il riscaldamento o, nella sua forma concentrata, per la propulsione del veicolo. Un sistema a biogas fornisce un ambiente ermetico per la digestione anaerobica ed è generalmente composto da un digestore e un supporto per gas.
Il digestore è un serbatoio ermetico in cui i rifiuti organici vengono scaricati e decomposti. I materiali organici in genere includono rifiuti di origine animale, rifiuti vegetali e colture energetiche o colture coltivate allo scopo esplicito della produzione di carburante. I batteri all'interno del serbatoio del digestore scompongono i rifiuti e, mentre si decompone, vengono rilasciati gas come monossido di carbonio, metano, idrogeno e azoto.
Il supporto del gas è un altro serbatoio nel sistema di biogas che imbriglia i gas emessi dai rifiuti in decomposizione o dai liquami. Attraverso un sistema pressurizzato, i gas rilasciati nel digestore vengono condotti in un foro nel supporto del gas. Il supporto è appositamente progettato per consentire al gas di fluire liberamente nel supporto impedendo al gas imbrigliato di rifuggire nel digestore o nell'ambiente esterno. Questo è importante, sia per l'efficienza che per la sicurezza, poiché molti di questi gas sono combustibili e possono causare esplosioni se miscelati con ossigeno o altri gas. Una volta imbrigliato, il gas può essere utilizzato come combustibile.
Per migliorare l'efficienza del sistema di biogas, la sospensione nel digestore dovrebbe essere mantenuta a un pH leggermente basico. Il digestore dovrebbe anche essere tenuto a una temperatura di 29-41 gradi Celsius (84,2-105,8 gradi Fahrenheit) per garantire una rapida decomposizione con una produzione ottimale di gas. La sospensione deve essere agitata di tanto in tanto per evitare che si formi una crosta dura sopra i rifiuti, impedendo ai gas di spostarsi verso il supporto.
Le procedure operative possono variare a seconda della costruzione del sistema di biogas. Un impianto di biogas fuori terra è più facile da mantenere e beneficia del riscaldamento solare, ma ha più cura nella costruzione. Un sistema di biogas sotterraneo è più economico da costruire e più facile da alimentare, ma più difficile da mantenere. L'alimentazione o l'aggiunta di materiali organici al digestore varia in base al design. Un sistema di alimentazione di biogas in batch decompone i rifiuti prevalentemente solidi che vengono aggiunti al serbatoio a rate, mentre i modelli di alimentazione continua alimentano costantemente i rifiuti prevalentemente liquidi al digestore.
Il biogas è spesso preferito ai combustibili fossili, come carbone o petrolio, perché è rinnovabile, costa meno, fa uso di materiali altrimenti sprecati e ha una produzione di carbonio inferiore. Il carbonio, in piccole quantità, è un componente vitale di un'atmosfera sana, ma diventa problematico quando viene emesso troppo. Il carbonio contenuto nei combustibili fossili è stato sepolto per così tanto tempo nella materia organica antica che non fa più parte del ciclo del carbonio. Quando viene rilasciato attraverso la combustione di combustibili fossili, aumenta la concentrazione di carbonio. Il biogas, tuttavia, proviene da organismi vivi o recentemente morti il cui contenuto di carbonio è ancora all'interno del ciclo, quindi bruciare questi combustibili fa meno per sconvolgere la concentrazione di carbonio nell'atmosfera.