Wat is biogasontwerp?
Biogasontwerp verschilt op basis van de gebruikte materialen en de schaal van productie. Biogas is een soort biobrandstof gevormd door de anaërobe of zuurstofvrije afbraak van organische materialen door bacteriën. Organische materialen omvatten typisch dierlijke en plantaardige afvalstoffen en energiegewassen, of gewassen die worden geteeld voor het uitdrukkelijke doel van brandstofproductie. Het bij dit proces gevormde gas kan worden gebruikt voor verwarmingsdoeleinden of, in geconcentreerde vorm, voor voertuigaandrijving. Hoewel het ontwerp van biogas in de bijzonderheden verschilt, hebben de meeste biogasinstallaties vergelijkbare hoofdcomponenten, waaronder een vergister en gashouder.
De vergister is een luchtdichte container waarin het afval wordt gestort en ontleed, en de gashouder is een tank die de gassen gebruikt die door de slurry worden uitgestoten. Bacteriën in de vergisterbak breken het afval af en bij het ontbinden komen gassen zoals koolmonoxide, methaan, waterstof en stikstof vrij. Om een snelle ontleding met optimale gasproductie te vergemakkelijken, wordt de tank bewaard tussen de temperaturen van 29 ° C en 41 ° C (84,2 ° F-105,8 ° F). Het is het beste om de slurry in de tank op een enigszins basische pH te houden om snellere ontleding te garanderen. In een poging om de suspensie te neutraliseren, zal het materiaal de neiging hebben meer zuur koolstofdioxide uit te stoten, een gewenst ontledingsproduct.
Via een onder druk staand systeem worden de gassen die vrijkomen in de vergister in een gat in de trommel van de gashouder geleid. Het biogasontwerp van de gashouder is gespecialiseerd om gas vrij in de houder te laten stromen, terwijl wordt voorkomen dat het gebruikte gas terug in de vergister of in de buitenomgeving ontsnapt. Dit is belangrijk, zowel voor de efficiëntie als voor de veiligheid, omdat veel van deze gassen brandbaar zijn en explosies kunnen veroorzaken wanneer ze worden gemengd met zuurstof of andere gassen. De slurry in de tank moet ook af en toe worden geroerd om te voorkomen dat zich bovenop het afval een harde korst vormt. Een korst kan de gassen in de slurry vangen en het vermogen van de machine belemmeren om de gassen te benutten.
Het ontwerp van biogas kan variëren, afhankelijk van de benodigde hoeveelheid gas, de hoeveelheid afval die voorhanden is en of de vergister is gebouwd voor batchvoeding of continuvoeding. Batchvoersystemen gebruiken meestal vast afval dat in gedeelten aan de tank wordt toegevoegd, en modellen voor continue toevoer voeren vloeistoffen continu naar de vergister. Een biogasontwerp kan een plant boven of onder de grond plaatsen, hoewel er voor- en nadelen zijn aan beide modellen. Een bovengrondse biogasinstallatie is gemakkelijker te onderhouden en kan profiteren van zonneverwarming, maar vergt meer investeringen in de bouw omdat deze moet worden gebouwd om de interne druk van de vergister aan te kunnen. Een ondergrondse biogasinstallatie is goedkoper om te bouwen en gemakkelijker te voeden, maar moeilijker schoon te maken en te repareren.
Biogas heeft vaak de voorkeur boven fossiele energiebronnen, zoals olie of kolen, om zowel ecologische als economische redenen. De stijgende concentratie van koolstof in de atmosfeer is een centraal thema geworden in het probleem van de opwarming van de aarde. Hoewel biogas en fossiele brandstoffen koolstof uitstoten, geven fossiele brandstoffen koolstof af die al vele jaren in oude biomassa is begraven en feitelijk uit de koolstofcyclus is verwijderd. Koolstof die vrijkomt tijdens de productie en het gebruik van biogas is pas recentelijk opgeslagen in de vorm van organisch materiaal en maakt nog steeds deel uit van de cyclus. Daarom veroorzaakt het bij het vrijkomen niet zo veel van de koolstofconcentratie in de atmosfeer.
Voorstanders van de productie van biogas geven ook de voorkeur aan biogas boven fossiele brandstoffen omdat het een goedkope, hernieuwbare energiebron is die anders verspilde materialen gebruikt. Het ontwerp van biogas kan geschikt zijn voor kleinschalige sites, waardoor het een haalbare optie is voor regio's in ontwikkelingslanden. Critici van het ontwerp van biogas beweren dat voedselgewassen die worden geteeld voor de productie van biogas een wereldwijd voedseltekort zullen veroorzaken. Biobrandstoffen kunnen ook ontbossing, watervervuiling, bodemerosie en een negatieve invloed op olieproducerende landen veroorzaken.