Co to jest energia elektryczna z biogazu?
Energia elektryczna wytwarzana przy użyciu odnawialnego paliwa wytwarzanego z rolnictwa i odpadów komunalnych nazywana jest biogazem. Biogaz jest wytwarzany w komorach beztlenowych z wykorzystaniem drobnoustrojów do przekształcania odpadów organicznych w metan. Gaz ten jest następnie wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach, zarówno dużych, jak i małych, zamiast korzystania z paliw nieodnawialnych. Alternatywna metoda produkcji biogazu występuje na wysypiskach śmieci. Materia organiczna na składowisku ulega beztlenowemu rozkładowi głęboko w masie składowiska, a na specjalnie zaprojektowanych składowiskach powstały gaz metanowy jest zatrzymywany do późniejszego wykorzystania jako paliwo.
Produkcja energii elektrycznej z biogazu na małą skalę odbywa się przede wszystkim w gospodarstwach, w których obornik jest przetwarzany na metan za pomocą fermentatora beztlenowego. Energia chemiczna w metanie jest przekształcana w energię mechaniczną, gdy metan jest spalany w celu zasilania turbiny. To z kolei przekształca energię mechaniczną w energię elektryczną, którą można wykorzystać jako źródło energii dla farmy. W produkcji energii na niewielką skalę do produkcji elektryczności zwykle stosuje się mikroturbinę lub silnik. Nadmiar ciepła może również zostać uwięziony i wykorzystany do podgrzania wody lub małego budynku.
Scentralizowana produkcja biogazu na dużą skalę jest mniej powszechna niż rolnicza konwersja obornika na elektryczność, coraz bardziej popularna w gospodarstwach na całym świecie. Produkcja przemysłowa jest kosztowna i wymaga wysokiego poziomu konserwacji, ale stanowi korzystną alternatywę dla oczyszczania ścieków i usuwania odpadów. Biogaz może być stosowany samodzielnie lub w połączeniu z innymi paliwami w elektrowniach. Dzięki dodatkowemu przetwarzaniu może być również stosowany do ogrzewania domów jako biometan lub sprężany do spalania w silnikach pojazdów.
Istnieją trzy główne zalety biogazu w porównaniu z konwencjonalną produkcją energii elektrycznej z wykorzystaniem węgla lub gazu ziemnego. Biogaz jest odnawialnym zasobem stworzonym z wszelkiego rodzaju odpadów organicznych. Obornik, odpady z uprawy i ścieki są powszechnie stosowane i wszystkie są stale produkowane. Gospodarowanie odpadami to kolejna zaleta biogazu. Trzecią korzyścią płynącą z biogazu jest zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych podczas rozkładu odpadów na zewnątrz.
Potencjalnym problemem energii elektrycznej z biogazu jest emisja podtlenku azotu podczas produkcji biogazu z wykorzystaniem fermentorów beztlenowych. Opracowywane są metody redukcji emisji. Obornik pozostawiony do rozkładu na zewnątrz wytwarza znacznie więcej podtlenku azotu niż ilość emitowana podczas konwersji i spalania biogazu. Tlenek azotu i metan, inny gaz wytwarzany przez rozkład materii organicznej, są znacznie silniejszymi gazami cieplarnianymi niż dwutlenek węgla. Uważa się, że wykorzystanie obornika lub innej materii organicznej do produkcji biogazu do produkcji energii, zamiast pozwolić mu na rozkład na zewnątrz, zmniejsza całkowitą emisję gazów cieplarnianych.