Co to jest projektowanie biogazu?
Projekt biogazu różni się w zależności od dostępnych materiałów i skali produkcji. Biogaz jest rodzajem biopaliwa powstającego w wyniku beztlenowego lub beztlenowego rozkładu materiałów organicznych przez bakterie. Materiały organiczne zazwyczaj obejmują odpady zwierzęce i roślinne oraz uprawy energetyczne lub uprawy, które są uprawiane wyłącznie w celu produkcji paliwa. Gaz powstały w wyniku tego procesu może być wykorzystywany do celów grzewczych lub, w postaci skoncentrowanej, do napędu pojazdu. Chociaż projekt biogazu różni się szczegółami, większość biogazowni ma podobne podstawowe elementy, w tym komorę fermentacyjną i pojemnik na gaz.
Komora fermentacyjna jest hermetycznym pojemnikiem, w którym odpady są wyrzucane i rozkładane, a pojemnik na gaz jest zbiornikiem, który wykorzystuje gazy emitowane przez zawiesinę. Bakterie w zbiorniku fermentacyjnym rozkładają odpady, a podczas ich rozkładu uwalniane są gazy, takie jak tlenek węgla, metan, wodór i azot. Aby ułatwić szybki rozkład przy optymalnej produkcji gazu, zbiornik jest utrzymywany między temperaturami 29 ° C a 41 ° C (84,2 ° F-105,8 ° F). Najlepiej jest utrzymywać zawiesinę w zbiorniku przy lekko zasadowym pH, aby zapewnić szybszy rozkład. Próbując zneutralizować zawiesinę, materiał będzie miał tendencję do emitowania bardziej kwaśnego dwutlenku węgla, pożądanego produktu rozkładu.
Poprzez układ ciśnieniowy gazy uwalniane w komorze fermentacyjnej są wprowadzane do otworu w bębnie uchwytu gazowego. Konstrukcja biogazu uchwytu gazu jest wyspecjalizowana, aby umożliwić swobodny przepływ gazu do uchwytu, jednocześnie zapobiegając wydostawaniu się zgromadzonego gazu z powrotem do komory fermentacyjnej lub do środowiska zewnętrznego. Jest to ważne zarówno ze względu na wydajność, jak i bezpieczeństwo, ponieważ wiele z tych gazów jest palnych i może powodować wybuch po zmieszaniu z tlenem lub innymi gazami. Zawiesinę w zbiorniku należy również od czasu do czasu mieszać, aby zapobiec tworzeniu się twardej skorupy na odpadach. Skorupa może uwięzić gazy w gnojowicy i utrudnić maszynerii wykorzystanie gazów.
Konstrukcja biogazu może się różnić w zależności od ilości potrzebnego gazu, ilości dostępnych odpadów oraz od tego, czy komora fermentacyjna jest przeznaczona do podawania okresowego, czy ciągłego. Systemy karmienia okresowego wykorzystują głównie odpady stałe, które są dodawane do zbiornika na partie, a modele ciągłego karmienia dostarczają ciecze w sposób ciągły do komory fermentacyjnej. Konstrukcja biogazu może umieszczać instalację nad lub pod ziemią, chociaż oba modele mają zalety i wady. Naziemna biogazownia jest łatwiejsza w utrzymaniu i może czerpać korzyści z ogrzewania słonecznego, ale wymaga większych inwestycji w budownictwo, ponieważ musi być zbudowana tak, aby wytrzymać wewnętrzne ciśnienie w komorze fermentacyjnej. Biogazownia pod ziemią jest tańsza w budowie i łatwiejsza do karmienia, ale trudniejsza do czyszczenia i naprawy.
Biogaz jest często preferowany ze źródeł energii z paliw kopalnych, takich jak ropa naftowa lub węgiel, zarówno ze względów środowiskowych, jak i ekonomicznych. Rosnące stężenie węgla w atmosferze stało się głównym problemem globalnego ocieplenia. Chociaż zarówno biogaz, jak i paliwa kopalne emitują węgiel, paliwa kopalne uwalniają węgiel, który od wielu lat jest zakopywany w starożytnej biomasie i skutecznie usuwany z obiegu węgla. Węgiel uwalniany podczas produkcji i wykorzystania biogazu był magazynowany w formie materii organicznej dopiero niedawno i nadal stanowi część cyklu. Dlatego po uwolnieniu nie powoduje tak dużego obniżenia stężenia węgla w atmosferze.
Zwolennicy produkcji biogazu wolą także biogaz od paliw kopalnych, ponieważ jest to tanie, odnawialne źródło energii, które wykorzystuje zmarnowane materiały. Projektowanie biogazu może być dostosowane do małych zakładów, co czyni z niego opłacalną opcję dla regionów w krajach rozwijających się. Krytycy projektowania biogazu twierdzą, że uprawy żywności przeznaczone do produkcji biogazu spowodują globalny niedobór żywności. Biopaliwa mogą również powodować wylesianie, zanieczyszczenie wody, erozję gleby i negatywny wpływ na kraje produkujące ropę naftową.