バイオガス設計とは？

バイオガスの設計は、手元の材料と生産規模によって異なります。 バイオガスは、バクテリアによる有機物質の嫌気性または無酸素の分解によって形成されるバイオ燃料の一種です。 通常、有機材料には、動植物廃棄物、エネルギー作物、または燃料生産の明確な目的のために栽培された作物が含まれます。 このプロセスから形成されたガスは、加熱目的に、または濃縮された形で車両の推進に使用できます。 バイオガスの設計は詳細によって異なりますが、ほとんどのバイオガスプラントには、消化槽やガスホルダーなど、同様の主要コンポーネントがあります。

ダイジェスターは、廃棄物が投棄されて分解される密閉容器であり、ガスホルダーは、スラリーから放出されるガスを利用するタンクです。 消化槽内の細菌が廃棄物を分解し、分解するにつれて、一酸化炭素、メタン、水素、窒素などのガスが放出されます。 最適なガス生産で迅速な分解を促進するために、タンクは29°Cから41°C（84.2°F-105.8°F）の温度に保たれます。 タンク内のスラリーをわずかに塩基性のpHに保ち、分解をより速くすることをお勧めします。 スラリーを中和しようとすると、材料は、より望ましい酸性二酸化炭素、望ましい分解生成物を放出する傾向があります。

加圧システムを介して、消化槽で放出されたガスは、ガスホルダーのドラムの穴に導かれます。 ガスホルダーのバイオガス設計は、ガスがホルダーに自由に流れるようにし、ハーネスされたガスが消化槽または外部環境に漏れることを防ぐように設計されています。 これらのガスの多くは可燃性であり、酸素または他のガスと混合すると爆発を引き起こす可能性があるため、これは効率と安全性の両方にとって重要です。 タンク内のスラリーは、廃棄物の上に固い地殻が形成されるのを防ぐために時々攪拌する必要があります。 地殻は、スラリー内にガスを閉じ込め、ガスを利用する機械の能力を妨げる可能性があります。

バイオガスの設計は、必要なガスの量、手元の廃棄物の量、および消化槽がバッチ供給用または連続供給用に構成されているかどうかによって異なる場合があります。 バッチ供給システムは、ほとんどが分割してタンクに追加される固形廃棄物を使用し、連続供給モデルは消化槽に液体を連続的に供給します。 両方のモデルには利点と欠点がありますが、バイオガス設計ではプラントを地上または地下に配置できます。 地上のバイオガスプラントは、維持が容易で、太陽熱の恩恵を受けることができますが、消化槽の内部圧力を処理するために建設する必要があるため、建設により多くの投資を必要とします。 地下のバイオガスプラントは、建設費が安く、給餌も容易ですが、清掃と修理がより困難です。

バイオガスは、環境的および経済的な理由から、石油や石炭などの化石燃料エネルギー源よりも好まれます。 大気中の炭素濃度の上昇は、地球温暖化問題の中心的な問題となっています。 バイオガスと化石燃料の両方が炭素を放出しますが、化石燃料は長年にわたって古代のバイオマスに埋もれており、効果的に炭素循環から取り除かれた炭素を放出します。 バイオガスの生産および使用中に放出される炭素は、ごく最近になって有機物の形で貯蔵されており、依然としてサイクルの一部です。 したがって、放出されたときに大気中の炭素濃度に大きな混乱を引き起こすことはありません。

また、バイオガス生産の支持者は、化石燃料よりもバイオガスを好みます。なぜなら、それは無駄な材料を使用する低コストで再生可能なエネルギー源だからです。 バイオガスの設計は小規模なサイトに対応できるため、発展途上国の地域にとって実行可能なオプションになります。 バイオガス設計の批評家は、バイオガス生産のために栽培された食用作物は世界的な食糧不足を引き起こすと主張しています。 バイオ燃料は、森林破壊、水質汚染、土壌侵食、および石油生産国への悪影響を引き起こす可能性もあります。