Biogas: wat het is en hoe het wordt omgezet in energie

Biogas wordt gezien als een alternatief voor elektriciteitsopwekking in plaats van aardgas

Biogas

Afbeelding van Jan Nijman via Pixabay

Biogas is het gas dat vrijkomt bij de afbraak van organisch materiaal (organisch afval) door bacteriën. Bij de opwekking van energie uit biogas wordt de chemische energie van het gas door middel van een gecontroleerd verbrandingsproces omgezet in mechanische energie. Deze mechanische energie activeert een generator die elektrische energie produceert. Biogas kan ook worden gebruikt in ketels door directe verbranding voor energie-warmtekrachtkoppeling.

Er zijn drie routes om biomassa als energiebron te gebruiken. De eerste is door directe verbranding, de tweede is vergassing en de derde betreft de reproductie van het natuurlijke proces waarbij de werking van micro-organismen in een anaerobe omgeving de afbraak van organisch materiaal veroorzaakt en bijgevolg biogas uitstoot. Biogas werd ontdekt in de 17e eeuw en begon als een energiebron te worden beschouwd door een presentatie van Louis Pasteur in de 19e eeuw, waarin de demonstratie van biogasopwekking door een mengsel van mest en water werd gedaan.

Aan het einde van de 19e eeuw begon biogas te worden verzameld in afvalwaterzuiveringsinstallaties in Engeland en in de jaren veertig werd het gebruikt uit dierlijke mest in energiecentrales in India. Sindsdien is het anaërobe proces geëvolueerd en uitgebreid om landbouw- en industrieel afval te behandelen.

Vergassing bestaat uit thermochemische reacties met een vaste brandstof in de aanwezigheid van lucht of zuurstof (in een minimale hoeveelheid voor verbranding) en waterdamp (die gassen vormt) om te worden gebruikt als thermische of elektrische energie, voor de synthese van chemicaliën en voor de productie van vloeibare brandstoffen. Anaërobe vergisting komt van nature voor in veel ecosystemen, zoals waterafzettingen in zoet- of zoutwatermeren.

Anaërobe reactoren, die lijken op een biogasinstallatie, proberen natuurlijke omstandigheden te reproduceren door kunstmatige ecosystemen te creëren door middel van anaërobe reactorvijvers, en hun eerste gebruik is de behandeling van halfvast afval, zoals dierlijke mest, huishoudelijk afval en slib van effluent behandeling. Biogas bestaat doorgaans uit 60% methaan, 35% kooldioxide en 5% een mengsel van waterstof, stikstof, ammoniak, waterstofsulfide, koolmonoxide, aminen en zuurstof.

Gebruik van biogas van stortplaatsen

De definitieve verwijdering van vast afval is een van de belangrijkste milieuproblemen in stedelijke centra, waarvan de administraties uiteindelijk hun toevlucht nemen tot stortplaatsen. Het storten van het afval leidt tot de productie van biogas. De verdeling van de concentratie van deze gassen varieert naargelang de stortplaats en naargelang de samenstelling, ouderdom en vochtigheid van het afval.

De productie van biogas op stortplaatsen begint meestal na de eerste drie maanden na verwijdering en kan gedurende een periode van 30 jaar of langer voortduren. Omdat het een hoge concentratie methaan bevat, moet bij de berekening van broeikasgassen rekening worden gehouden met biogas. Volgens het rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) variëren de methaanemissies van stortplaatsen tussen 20 teragrammen per jaar (Tg / jaar) en 70 Tg / jaar, wat aangeeft dat stortplaatsen verantwoordelijk zijn voor de productie van 6 % tot 20% van de totale methaanuitstoot per jaar, wereldwijd.

Het gebruik van biogas kan gedaan worden door de aanleg van afvoeren die alle afvallagen bereiken. Het waterdicht maken van de stortbodem en afdekking is een maatregel die zowel bijdraagt ​​tot de samenwerking met het proces van afbraak van organische stof, het verhogen van de productie van biogas, als het voorkomen van verontreiniging van de bodem en het grondwater ter plaatse.

Het afzuigsysteem leidt de gassen van de stortplaats (biogas) naar een opvangsysteem en brengt het naar het behandelingssysteem, dat is samengesteld uit een set ventilatoren en filters zodat de druppels condensaat en fijnstof verwijderd. Vervolgens wordt het gas naar de fakkel gestuurd die brandt.

Gebruik van biogas uit rioolwaterzuivering

Het rioolwater dat uit het verzamelnetwerk komt, wordt naar de opvoerinstallatie getransporteerd, waar de grotere deeltjes worden vastgehouden, en vervolgens naar een rioolwaterzuiveringsstation (ETE). Het vaste afval wordt naar een sanitaire stortplaats gestuurd, terwijl de vloeistof naar een reactor wordt gestuurd waar het proces van vertering van organisch materiaal door de daar aanwezige bacteriën plaatsvindt en van daaruit doorgaat naar een nabehandelingsfase. Het gas dat vrijkomt bij de bacteriële activiteit kan worden verbrand en omgezet in kooldioxide of kan worden hergebruikt in de vorm van biogas.

Huishoudelijke biovergisters

Conventionele biovergisters zijn onderverdeeld in batchgewijs en continu. De batches, ook wel batches genoemd, worden slechts één keer aangevoerd en gesloten gehouden gedurende een periode waarin de organische stof wordt vergist. Continue biovergisters zijn die waarvoor periodieke toevoer van organisch materiaal nodig is (meestal dagelijks). Beide modellen maken het mogelijk om energie op te wekken door middel van biogas.

Indisch model

Het bestaat uit een beweegbare koepel van ijzer of glasvezel, waarin het gas wordt opgeslagen terwijl het organische materiaal fermenteert. Door deze opslag en de onophoudelijke productie van biogas kan het gebruik zonder onderbreking plaatsvinden. Het bestaan ​​van een centrale wand, die de vergistingstank in twee kamers verdeelt, helpt bij het scheiden van de reeds vergiste biomassa, voor toekomstige berging.

Chinees model

Het bestaat uit een cilindrische metselkamer met een koepelvormig en ondoordringbaar dak, bestemd voor de opslag van biogas. Deze reactor werkt op basis van drukverschillen binnenin. Dus wanneer de druk toeneemt, wordt de biomassa verplaatst van de fermentatiekamer naar de uitlaatkast - en wanneer er decompressie is, vindt de omgekeerde beweging plaats.

Recolast residentiële biologische vergister

Het kan zowel in landelijke eigendommen als in stedelijke woningen worden gebruikt. Het is compact, efficiënt en goedkoop. De biologische vergister kan worden geleverd met etensresten, gras, uitwerpselen van huisdieren, kippen, varkens en biomassa in het algemeen. Het heeft de capaciteit om het equivalent van een bus met kookgas en 20 liter biomeststof te produceren voor het bemesten van tuinen, naast een insectendodend effect. Bekijk meer details over de apparatuur en bekijk de prijzen in de eCycle Store .

HomeBiogas biologische vergister

HomeBiogas is een biologische vergister voor woningen die het gebruik van hulpbronnen bevordert. Dit type product bevordert de omzetting van organisch afval in kookgas en natuurlijke organische biomeststof, door middel van een anaëroob biologisch verteringsproces. Binnen het systeem is het mogelijk om schelpen, botten, etensresten, dierlijke mest en ook uitwerpselen van huisdieren te plaatsen. Al deze materialen dienen als grondstof voor de opwekking van biogas. Bekijk meer details over de apparatuur en bekijk de prijzen in de eCycle Store .

Voordelen van stroomopwekking

Biogas is een alternatief om energie op te wekken om geïsoleerde gemeenschappen te voorzien van energie, die de residuen die worden gegenereerd in de landbouw en veeteelt kunnen gebruiken om in hun energiebehoeften te voorzien. Bovendien vormt het gebruik van biogas-energie van stortplaatsen en rioolwaterzuivering een duurzamere en intelligentere bestemming voor afval. Door biogas te gebruiken om energie op te wekken, wordt ook voorkomen dat methaan uit de ontbinding van organisch materiaal in de atmosfeer terechtkomt wanneer het door het verbrandingsproces wordt omgezet in water en koolstofdioxide. Op deze manier wordt biogas-energie gepresenteerd als een alternatief dat niet zoveel sociaal-ecologische effecten heeft als aardgas.