Resturile de mâncare, gunoiul de grajd, nămolurile organice și alte materiale biodegradabile conțin energie chimică. Dacă sunt lăsate să se descompună fără control, o parte din această energie se pierde, iar procesul generează gaze și mirosuri. Într-o instalație specializată, aceeași materie organică intră într-un proces controlat din care rezultă biogaz.

Biogazul este un amestec de gaze obținut prin descompunerea materiei organice în lipsa oxigenului. Componenta care îi oferă valoare energetică este metanul. Alături de acesta se găsesc dioxid de carbon și cantități mai mici din alte gaze. După producere și tratare, biogazul intră în diferite forme de valorificare energetică.

Biogazul apare prin digestie anaerobă

Procesul prin care se produce biogazul se numește digestie anaerobă. Materia organică este introdusă într-un digestor, un spațiu închis în care microorganismele descompun treptat compușii organici.

Lipsa oxigenului este esențială. Microorganismele implicate lucrează în condiții anaerobe și transformă materia prin mai multe etape biologice. La final rezultă un amestec gazos bogat în metan și un material rezidual numit digestat.

Temperatura, timpul petrecut în instalație, umiditatea și compoziția materiei prime influențează procesul. O instalație bine operată urmărește acești parametri pentru a menține activitatea microorganismelor și o producție stabilă de gaz.

Resturile alimentare reprezintă o materie primă importantă

Resturile din restaurante, magazine, fabrici alimentare și gospodării conțin multă materie organică. Fructele și legumele deteriorate, produsele de panificație, resturile de preparare și alimentele scoase din circuitul comercial pot intra, după sortare și pregătire, într-un flux de valorificare biologică.

Producerea de biogaz din deșeuri organice oferă un traseu diferit față de amestecarea acestora cu gunoiul rezidual. Materia organică este colectată separat, pregătită și introdusă într-un proces în care conținutul energetic este recuperat într-o formă controlată.

Calitatea separării contează mult. Plasticul, metalul, sticla și alte impurități nu participă la digestie și complică procesarea. Din acest motiv, separarea făcută încă din restaurant, magazin sau unitatea de producție influențează eficiența etapelor următoare.

Agricultura produce și ea materie pentru biogaz

Gunoiul de grajd și dejecțiile provenite din ferme sunt alte surse cunoscute pentru digestia anaerobă. Aceste materiale conțin materie organică și au avantajul unei disponibilități relativ constante în exploatațiile zootehnice.

În anumite instalații, ele sunt combinate cu resturi vegetale sau deșeuri alimentare pentru a obține o compoziție potrivită procesului.

Reziduurile agricole, culturile deteriorate sau alte materiale vegetale pot intra și ele în anumite sisteme de digestie, dacă îndeplinesc cerințele tehnologice. Nu orice rest organic se comportă identic. Conținutul de apă, grăsimi, proteine și carbohidrați influențează cantitatea de biogaz obținută și modul în care trebuie alimentat digestorul.

De ce compoziția deșeurilor contează atât de mult

Un kilogram de resturi alimentare bogate în grăsimi nu produce același rezultat ca un kilogram de material foarte fibros. Diferențele apar din structura chimică a materiei.

Grăsimile au un potențial energetic ridicat, însă cantitățile mari pot dezechilibra procesul biologic. Materialele bogate în carbohidrați se descompun relativ ușor, iar cele foarte fibroase cer mai mult timp și nu sunt întotdeauna potrivite pentru orice instalație.

Operatorul nu tratează digestorul ca pe un simplu recipient în care se aruncă orice deșeu organic. Materiile prime sunt analizate și dozate astfel încât microorganismele să primească un amestec compatibil cu parametrii instalației.

Biogazul brut nu este format doar din metan

Gazul ieșit din digestor conține în principal metan și dioxid de carbon. Proporția lor diferă după materia primă și condițiile procesului.

Pot exista și vapori de apă, hidrogen sulfurat și alte componente în concentrații mai mici. Acestea sunt îndepărtate sau reduse în etapele de tratare, în raport cu utilizarea finală.

Metanul este partea care arde și furnizează energie. Cu cât concentrația sa este mai mare, cu atât valoarea energetică a gazului crește. Dioxidul de carbon nu are același rol energetic și este separat atunci când biogazul este rafinat până la calitatea necesară pentru anumite utilizări.

Biogazul poate produce electricitate și căldură

Una dintre utilizările cunoscute este arderea biogazului într-o unitate de cogenerare. Motorul produce electricitate, iar căldura rezultată din funcționare este recuperată.

O parte din energie poate susține chiar instalația de digestie, deoarece procesul are nevoie de menținerea unei temperaturi controlate. Restul poate intra în alte utilizări, în funcție de configurația proiectului.

Această combinație între electricitate și energie termică valorifică mai bine combustibilul decât situația în care este urmărită o singură formă de energie.

Din biogaz se poate obține și biometan

Prin îndepărtarea dioxidului de carbon, a apei și a altor impurități, biogazul poate fi rafinat până la un conținut ridicat de metan. Produsul rezultat este cunoscut drept biometan.

El are proprietăți apropiate de gazul natural și, acolo unde infrastructura și condițiile tehnice permit, poate intra în rețele de gaze sau poate avea alte utilizări energetice.

Transformarea presupune echipamente suplimentare față de producerea biogazului brut. Alegerea dintre cogenerare și rafinare depinde de dimensiunea instalației, infrastructură și modul în care energia rezultată va fi utilizată.

Digestatul rămâne după producerea gazului

Digestia anaerobă nu transformă întreaga materie organică în gaz. După proces rămâne digestatul, care conține apă, materie organică stabilizată și nutrienți.

Acesta trece prin etape de gestionare și tratare stabilite în raport cu originea materiilor prime și cerințele aplicabile. În anumite condiții, componentele sale pot avea utilizări în agricultură.

Calitatea materiei intrate în digestor contează și aici. Un flux organic bine separat produce un rezultat mai ușor de gestionat decât unul contaminat cu materiale străine.

Colectarea separată face posibil întregul proces

O coajă de cartof aruncată împreună cu sticle, folie și alte deșeuri devine parte dintr-un amestec dificil de valorificat. Aceeași coajă, colectată într-un flux organic, intră într-un traseu în care proprietățile ei biologice sunt utile.

Pentru restaurante, supermarketuri și producători alimentari, separarea la sursă reprezintă primul element al acestui lanț. Recipientele dedicate, instruirea personalului și ridicarea organizată reduc contaminarea și ajută materia organică să ajungă la procesare.

Biogazul arată că resturile alimentare și alte materiale organice nu au doar statutul de gunoi. Ele conțin energie care poate fi recuperată prin digestie anaerobă. Colectate și tratate separat, intră într-un circuit din care rezultă gaz utilizabil energetic și digestat, în loc să fie pierdute într-un amestec de deșeuri fără o destinație clară.