Informacje ogólne

Biogaz to gaz palny powstający z przetworzenia organicznych związków zawartych w biomasie (np. ściekach, wysłodkach, odpadach komunalnych, odchodach zwierzęcych, gnojowicy, odpadach przemysłu rolno-spożywczego itp.), a częściowo także z ich rozpadu gnilnego, powstający w biogazowni. Najbardziej rozpowszechnioną techniką wytwarzania biogazu jest fermentacja metanowa, gdzie w warunkach beztlenowych, fizyko-chemiczne procesy wspierane bakteriami metanowymi rozkładają masę organiczną do postaci gazowej. Głównymi składnikami biogazu są metan (ok. 40-70%) i dwutlenek węgla (30-60%). Ponadto w biogazie obecne są niewielkie ilości wodoru, tlenku węgla, azotu oraz siarkowodoru. Biogaz jest gazem mokrym ponieważ zawiera znaczne ilości pary wodnej.

Biogaz może zostać wykorzystany jako paliwo:

  • napędzające turbinę gazową produkując energię elektryczną,
  • stosowane w kotle do wytwarzania ciepła,
  • napędzające układ kogeneracyjny (w jednym procesie wytwarza się ciepło i energię elektryczną),
  • napędzające pojazdy mechaniczne w transporcie,
  • w gospodarstwie domowym.

Biogazownia – instalacja wytwarzająca biogaz

Biogazownia składa się z:

  • części podającej substrat,
  • komory fermentacyjnej (fermentatora),
  • zbiornika magazynowego biogazu,
  • urządzenia służącego do wykorzystania biogazu, np. agregat kogeneracyjny,
  • zbiornika na przefermentowany substrat.

Sposób podawania substratu do komory fermentacyjnej zależy od jego rodzaju. Materiały stałe (kiszonki, odpady itp. ) przekazywane są bezpośrednio za pomocą taśmociągów lub pomp tłokowych. Substraty płynne (gnojowica, wywar gorzelniany) najpierw wprowadza się do niewielkiego zbiornika buforowego, a następnie przepompowuje do komory fermentacyjnej.

Komora fermentacyjna to zbiornik, w którym zachodzi proces rozkładu materii organicznej i produkcji biogazu. Z reguły jest to, w zależności od rodzaju substratu, jego właściwości fizyko-chemicznych i ilości przetwarzanego surowca, zamknięty zbiornik żelbetowy albo stalowy. Substrat w zbiorniku podlega ciągłemu mieszaniu, co pozwala na równomierne rozprowadzenie kolejnych porcji oraz ma wpływ na uwalniana metanu. Pozwala to także na utrzymanie stałej temperatury i pH. Zbiornik jest izolowany termicznie, co pozwala utrzymać w nim optymalne warunki dla procesu fermentacji.

Uwalniany w komorze fermentacyjnej biogaz gromadzony jest w zbiorniku magazynowym. Na ogół jest to dwumembranowy zbiornik pełniący zarazem funkcję dachu dla zbiornika magazynującego przefermentowany substrat lub wtórnej komory fermentacyjnej. Biogaz zgromadzony w zbiorniku magazynowym zapewnia zapas buforowy dla urządzenia odbiorczego. Zabezpiecza to stabilną pracę urządzenia, pomimo nierównomierności w ilości produkowanego biogazu, co jest zjawiskiem typowym.

Biogaz przed ostatecznym jego wykorzystaniem podlega procesowi osuszenia i pozbawieniu go siarkowodoru, który w połączeniu z parą wodną tworzy niebezpieczny dla urządzeń kwas siarkowy. Najpopularniejszym obecnie urządzeniem służącym do wykorzystania biogazu jest agregat kogeneracyjny, w którym spalając gaz produkowane są jednocześnie energia elektryczna i cieplna.

W wyniku fermentacji substratu powstaje także ciecz o zawartości od kilku do kilkunastu procent suchej masy. Jest to substancja o wysokich walorach nawozowych, wykorzystywana jako płynny nawóz. Gromadzona jest ona w specjalnych zbiornikach na przefermentowany substrat.

Biogazownie lokalizowane są w miejscach, gdzie może być zapewniona produkcja roślin przeznaczonych do wykorzystania w energetyce, czy też w sąsiedztwie zakładów produkcji rolnej lub przetwarzających produkty rolne. Lokalna produkcja rolno-spożywcza i biogazownia rolnicza to naturalni sprzymierzeńcy.

Biogazownie ograniczają zużycie paliw kopalnych, których źródła są już na wyczerpaniu, a także zwiększają powszechne bezpieczeństwo energetyczne.