W każdym gospodarstwie rolniczym powstają odpady organiczne, z których w wyniku procesu fermentacji w odpowiednich warunkach może powstać biogaz. To paliwo zawiera od 50 do 70 procent palnego metanu. Do powstania biogazu, który następnie można wykorzystać, niezbędne są komory fermentacyjne.
Biogaz można wytwarzać ze ścieków, z odchodów zwierzęcych zmieszanych lub nie zmieszanych ze ściółką (obornik lub gnojowica) oraz z odpadów roślinnych pochodzących np. z upraw kukurydzy, rzepaku, żyta, buraków pastewnych i cukrowych, czy ziemniaków. Biogaz, choć nieco mniej wydajnie, można wytwarzać nawet z trawy.
Jak powstaje paliwo
Główną częścią każdej biogazowni są specjalne komory. W nich zachodzi fermentacja, w trakcie której uwalniana jest palna mieszanka gazów. Spotyka się komory blaszane, plastikowe lub wykonane z żelbetu (betonu wzmocnionego stalą), najczęściej w kształcie grubych cylindrów. Do komór wsypuje się lub wlewa ścieki lub odpady, z których powstanie gaz. Do tego aby biogazownia ruszyła z produkcją niezbędne są rury grzewcze, dzięki którym można regulować temperaturę we wnętrzu komór. W trakcie fermentacji zachodzącej w komorach uwalnia się biogaz. W fermentującym wsadzie stopniowo pojawia się coraz więcej pęcherzyków metanu zmieszanego z dwutlenkiem węgla i innymi gazami. Proces powstawania biogazu jest prosty, a całą pracę, wspomaganą odpowiednimi warunkami, wykonują bakterie beztlenowe rozkładające szczątki roślinne i zwierzęce.
W biogazowniach najczęściej stosuje się fermentację mokrą, wymagającą mniejszych nakładów inwestycyjnych, w której w komorze fermentacyjnej znajduje się do 15 procent suchej masy (przy fermentacji suchej powyżej 15 procent), a resztę stanowią płyny. Aby fermentacja w komorze zachodziła jak najwydajniej, jej zawartość powinna być jak najlepiej wymieszana. Dlatego wewnątrz komór znajdują się specjalne mieszadła.
Praca na tanim gazie
Wytworzony biogaz, zawierający powyżej 40 procent metanu, można wykorzystywać np. do ogrzewani budynków, do zasilania silników i turbin, jako paliwo do pojazdów. Biogaz jest mniej energetycznym paliwem niż np. gaz ziemny czy węgiel kamienny. Dla porównania, wartość opałowa wymienionych paliw:
gaz ziemny: 34 megadżule / m3
węgiel kamienny: 24-29 megadżuli / kg
biogaz: 17-27 megadżuli / m3
Biogaz jest za to paliwem przyjaznym dla środowiska, ponieważ podczas jego spalania uwalnia się mniej szkodliwych substancji niż w przypadku paliw kopalnych. Gaz wyprodukowany we własnej biogazowni, z materiału, który na nic by się nie przydał, jest oczywiście tani. Jednak wydajność produkcji biogazu zależy od zastosowanej technologii. Obliczono, że w warunkach idealnych, zapewniającym bakteriom najlepsze warunki „pracy”, tak aby następował pełny rozkład substancji, z tony odpadów uzyskuje się 400-500 m3 biogazu. W praktyce producenci biogazu z tony odpadków uzyskują dwa razy mniej gazu: 200-250 m3
Surowce stosowane do produkcji biogazu nie są równie wydajne. Najwięcej gazu o dużej zawartości metanu uzyskuje się roślin energetycznych, takich jak rzepak, kukurydza, buraki pastewne i cukrowe, czy ziemniaki.
Nie dla idiotów
Decyzja o produkcji biogazu wiąże się z dużą odpowiedzialnością, ponieważ niesie ze sobą np. niebezpieczeństwo wybuchu czy np. skażenia wód. Dlatego trzeba ściśle przestrzegać zaleceń dotyczących zasad bezpieczeństwa w trakcie fermentacji. Instalacja musi być hermetyczna. Temperatura w kotłach nie może wymykać się spod kontroli.
Rolnicy, którzy zdecydują się na wytwarzanie biogazu, powinni przede wszystkim odpowiedzieć sobie na pytanie – z czego produkować gaz? Jakiego rodzaju odpadków mają w gospodarstwie najwięcej, lub które z nich są najbardziej energetyczne.
Wybierać można spośród kilku kategorii:
1. naturalne nawozy (gnojowice, oborniki),
2. rośliny energetyczne (kiszonki, np. z kukurydzy, buraki, liście buraczane),
3. odpady z przetwórstwa rolno-spożywczego (np. wysłodki buraków, czy wywar będący produktem ubocznym przy produkcji alkoholu).
Jeśli własnych odpadów jest za mało, należy szukać ich źródła w najbliższym otoczeniu. Sprowadzanie ich z dalszej odległości wiąże się z nakładami na transport, co jednak nie znaczy, że i takie przedsięwzięcie nie może być opłacalne. W ocenie opłacalności wytwarzania gazu, w zależności od rodzaju odpadów, czyli w podjęciu dobrych decyzji mogą pomóc rolnikom internetowe kalkulatory. Z kalkulatora Poznańskiego Uniwersytetu Przyrodniczego można skorzystać pod adresem: www.au.poznan.pl/ekolab/biogaz.html
