Il biogas è visto come un'alternativa per la generazione di elettricità in sostituzione del gas naturale
Foto di Jan Nijman da Pixabay
Il biogas è il gas prodotto dalla decomposizione della materia organica (rifiuti organici) da parte dei batteri. Nella generazione di energia da biogas, l'energia chimica del gas viene convertita in energia meccanica mediante un processo di combustione controllata. Questa energia meccanica attiva un generatore che produce energia elettrica. Il biogas può essere utilizzato anche nelle caldaie tramite combustione diretta per la cogenerazione energetica.
Esistono tre percorsi per utilizzare la biomassa come fonte di energia. Il primo avviene tramite combustione diretta, il secondo è la gassificazione e il terzo riguarda la riproduzione del processo naturale in cui l'azione dei microrganismi in ambiente anaerobico produce la decomposizione della materia organica e, di conseguenza, emette biogas. Scoperto nel XVII secolo, il biogas iniziò ad essere considerato una fonte di energia da una presentazione fatta da Louis Pasteur nel XIX secolo, in cui fu fatta la dimostrazione della generazione di biogas attraverso una miscela di letame e acqua.
Alla fine del XIX secolo, il biogas iniziò a essere raccolto negli impianti di trattamento degli effluenti in Inghilterra e, negli anni '40, iniziò ad essere utilizzato dal letame animale negli impianti di produzione di energia in India. Da allora, il processo anaerobico si è evoluto e ampliato per il trattamento dei rifiuti agricoli e industriali.
La gassificazione consiste in reazioni termochimiche che coinvolgono un combustibile solido in presenza di aria o ossigeno (in quantità minima per la combustione) e vapore acqueo (che forma gas) da utilizzare come energia termica o elettrica, per la sintesi di prodotti chimici e per la produzione di combustibili liquidi. La digestione anaerobica avviene naturalmente in molti ecosistemi, come i sedimenti acquatici nei laghi di acqua dolce o salata.
I reattori anaerobici, che sono come un impianto di biogas, cercano di riprodurre le condizioni naturali creando ecosistemi artificiali attraverso gli stagni dei reattori anaerobici e il loro utilizzo iniziale è il trattamento dei rifiuti semisolidi, come letame animale, rifiuti domestici e fanghi da trattamento degli effluenti. Tipicamente, il biogas è composto per il 60% da metano, per il 35% da anidride carbonica e per il 5% da una miscela di idrogeno, azoto, ammoniaca, idrogeno solforato, monossido di carbonio, ammine e ossigeno.
Utilizzo di biogas da discariche
Lo smaltimento finale dei rifiuti solidi è uno dei principali problemi ambientali nei centri urbani, le cui amministrazioni finiscono per ricorrere alle discariche. Il conferimento in discarica dei rifiuti porta alla produzione di biogas. La distribuzione della concentrazione di questi gas varia a seconda della discarica e in base alla composizione, età e umidità dei rifiuti.
La generazione di biogas nelle discariche di solito inizia dopo i primi tre mesi successivi allo smaltimento e può continuare per un periodo di 30 anni o più. Poiché contiene un'elevata concentrazione di metano, il biogas deve essere considerato nel calcolo dei gas serra. Secondo il rapporto dell'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), le emissioni di metano dalle discariche variano tra 20 teragrammi all'anno (Tg / anno) e 70 Tg / anno, il che indica che le discariche sono responsabili della produzione di 6 Dal% al 20% delle emissioni totali di metano all'anno, in tutto il mondo.
L'utilizzo del biogas può essere effettuato attraverso l'installazione di scarichi che raggiungono tutti gli strati di rifiuti. L'impermeabilizzazione del fondo e della copertura della discarica è una misura che contribuisce sia a collaborare al processo di degrado della materia organica, aumentando la produzione di biogas, sia a prevenire la contaminazione del suolo e delle acque sotterranee del sito.
Il sistema di estrazione invia i gas dalla discarica (biogas) a un sistema di raccolta, portandoli al sistema di trattamento, che è composto da una serie di soffianti e filtri in modo che le goccioline di condensa e materiale particolato rimosso. Quindi, il gas viene inviato alla torcia che brucia.
Utilizzo di biogas da depurazione
Il liquame proveniente dalla rete di raccolta viene trasportato alla stazione di sollevamento, dove vengono trattenute le particelle più grandi, e quindi inviato ad una stazione di trattamento delle acque reflue (ETE). I residui solidi vengono inviati ad una discarica sanitaria, mentre il liquido viene inviato ad un reattore dove avviene il processo di digestione della materia organica da parte dei batteri ivi presenti e da qui si passa ad una fase di post-trattamento. Il gas prodotto dall'attività batterica può essere bruciato e trasformato in anidride carbonica oppure può essere riutilizzato sotto forma di biogas.
Biodigestori domestici
I biodigestori convenzionali sono suddivisi in batch e continui. I lotti, detti anche lotti, vengono forniti una sola volta e tenuti chiusi per un periodo di tempo durante il quale la sostanza organica subirà la fermentazione. I biodigestori continui sono quelli che richiedono un rifornimento periodico di materia organica (generalmente giornaliera). Entrambi i modelli consentono la generazione di energia tramite biogas.
Modello indiano
È costituito da una cupola mobile in ferro o fibra di vetro, in cui viene immagazzinato il gas mentre la materia organica subisce la fermentazione. Questo stoccaggio e la produzione incessante di biogas ne consentono l'utilizzo in modo ininterrotto. L'esistenza di una parete centrale, che divide la vasca di fermentazione in due camere, aiuta nella separazione della biomassa già fermentata, per lo smaltimento futuro.
Modello cinese
È costituito da una camera cilindrica in muratura con cupola e tetto impermeabile, destinata allo stoccaggio del biogas. Questo reattore funziona in base alle differenze di pressione all'interno. Pertanto, quando la pressione aumenta, la biomassa viene spostata dalla camera di fermentazione alla scatola di uscita e, quando c'è decompressione, si verifica il movimento inverso.
Recolast biodigestore residenziale
Può essere utilizzato sia in proprietà rurali che in residenze urbane. È compatto, efficiente e di basso costo. Il biodigestore residenziale può essere fornito con avanzi di cibo, erba, feci di animali domestici, pollo, suini e biomasse in genere. Ha la capacità di produrre l'equivalente di una tanica di gas da cucina e 20 litri di biofertilizzante per fertilizzare i giardini, oltre ad avere un effetto insetticida. Vedi maggiori dettagli sull'attrezzatura e controlla i prezzi nell'eCycle Store .
HomeBiogas residenziale biodigestore
HomeBiogas è un biodigestore residenziale che promuove l'uso delle risorse. Questa tipologia di prodotto favorisce la trasformazione dei rifiuti organici in gas da cucina e biofertilizzante organico naturale, attraverso un processo di biodigestione anaerobica. All'interno del sistema è possibile inserire conchiglie, ossa, avanzi di cibo, letame animale e anche feci di animali domestici. Tutti questi materiali servono come materia prima per la generazione di biogas. Vedi maggiori dettagli sull'attrezzatura e controlla i prezzi nell'eCycle Store .Vantaggi della generazione di energia
Il biogas rappresenta un'alternativa per la generazione di energia per rifornire comunità isolate, che possono utilizzare i rifiuti generati dall'agricoltura e dall'allevamento per soddisfare il proprio fabbisogno energetico. Inoltre, l'utilizzo dell'energia da biogas proveniente dalle discariche e dal trattamento delle acque reflue rappresenta una destinazione più sostenibile e intelligente per i rifiuti. L'uso del biogas per generare energia impedisce anche che il metano dalla decomposizione della materia organica venga rilasciato nell'atmosfera quando viene trasformato in acqua e anidride carbonica dal processo di combustione. In questo modo l'energia da biogas si presenta come un'alternativa che non genera tanti impatti socio-ambientali come il gas naturale.
