Biogáz
From Wikipedia, the free encyclopedia
From Wikipedia, the free encyclopedia
A biogáz szerves anyagok mikróbák által anaerob körülmények között történő lebontása során képződő gázelegy. Körülbelül 45-70% metánt (CH4), 30-55% szén-dioxidot (CO2), nitrogént (N2), hidrogént (H2), kénhidrogént (H2S), ammóniát és egyéb maradványgázokat tartalmaz (pl.: sziloxán, metil-merkaptánt (CH3SH)).
 |
Ezt a szócikket tartalmilag és formailag is át kellene dolgozni, hogy megfelelő minőségű legyen. További részleteket a cikk vitalapján találhatsz. Ha nincs indoklás a vitalapon, bátran távolítsd el a sablont! |
A biogázképződést négy fázisra lehet bontani. Ezek a következők:
Összességében elmondható azonban, hogy a mikrobiológiai folyamatokat két fő fázisra bonthatjuk: az egyikben a fermentáció történik (első két fázis), a másodikban pedig a metánképződés. A második fázisban ugyanis az acetogén baktériumok csak a metanogén baktériumokkal együtt (szimbiózisban) képesek működni.
Az optimális fermentáció követelménye a megfelelő szén–nitrogén arány (a szén aránya a nitrogénhez viszonyítva) a fermentálandó anyagban. Ideális esetben ez az arány 13:30. A lebontási maradékban található nitrogén vegyületek a növények számára könnyen felvehető formában vannak jelen.
Magas energiatartalma miatt (kb. 50 - 60% metán) energiatermelésre lehet hasznosítani. A biogáz energiatartalmát a metántartalomból lehet következtetni: 1 m³ metán 9,94 kWh energiát tartalmaz. 60%-os metántartalom esetén 1 m³ biogáz 0,6 l tüzelőolaj energiájával egyenértékű. Lehetséges felhasználási módok:
A biogáz tömeges használatának története nagyjából másfél évszázados, elsősorban Kínában és Ázsia más országaiban. Ezek túlnyomórészt nem ipari, hanem háztartási használatok, osztott termelést valósítanak meg a környezetet terhelő koncentrált termelés helyett. A fejlődő országok energiaellátását célzó programok eredményeképpen elterjedtek az egyszerű felépítésű biogáz üzemű tűzhelyek és lámpák. A vezetékes villamos rendszerektől elzárt területeken a biogáz üzemű lámpa lehetőséget biztosít olcsó fényforrás használatára.
A biogáz egyszerű és olcsó hasznosítási módja biogáz égetésére alkalmas kazánban melegvíz előállítása is. A fejlődő országokban ez is elterjedt hasznosítási mód. A biogáz üzemű kazánokat el lehet látni olyan égőfejekkel is, melyek alkalmasak egyéb folyékony vagy légnemű energiahordozók elégetésére (fűtőolaj, földgáz, PB gáz).
A biogáz üzemű kapcsolt energiatermelés, melynek felépítése azonos a földgáz üzemű kogenerációs berendezésekkel, a gázmotor nagyságától függően a biogáz energiatartalmának 25-42%-át képes villamos energiává alakítani, míg termikus hatásfoka 40%-körül alakul. A kis teljesítményű motorok elektromos hatásfoka alacsonyabb. A kogenerációs berendezések össz hatásfoka (elektromos és termikus) 75% fölött van. A biogáz használata áramtermelésre azért is előnyös lehet, mert földgázt válthat ki, csökkentve ezzel a külső szállítóktól való függést.
Lényegesen magasabb összhatásfok érhető el biometánüzemű törpeaggregát és bojler összeépítésével (a víz melegítése és a motorblokk hűtése azonos folyamatok), amely használati melegvíz mellett elektromos áramot is termel (az esetleg felesleges áram tárolása rövid távon akkumulátorral, hosszú távon vízbontással, H2 és O2 gázok tárolásával a legelőnyösebb). Bár az elektromos hatásfok alacsony, a termikus hatásfok magas; az egyedüli veszteségforrás a kipufogógázzal távozó hő, az összhatásfok 90% feletti. Ez a megoldás semmiféle hálózatot nem igényel (sem villamos-hálózatot, sem távhő-hálózatot), ezért osztott/családi termelés céljára (az élelmiszer-önellátáson kívül energia-önellátásra is) előnyös.
Számos technológia létezik, melynek segítségével a biogázban található szén-dioxidot és egyéb olyan gázokat le lehet választani, melyek eltávolítása után a földgáz minőségével egyező ún. biometánt kapunk. A biometán, amennyiben megfelel az MSZ 1648:2000 sz. földgáz minőségi paramétereknek, a földgáz hálózatba betáplálható. Magyarországon még nem valósítottak meg biogáz tisztító berendezést és földgáz hálózati betáplálást.
A metanol-gazdaság egyik lényeges előnye az emissziómentes villamosenergia rendszer, amelynek során direkt metanolcella alkalmazásával zárt ciklusban körforgást végez 4 elem, a metanol, az oxigén, a szén-dioxid és a víz. Ennek indításához, a fosszilis ill. ipari eredetű szén-dioxid kiváltásához használható bioszén-dioxid is (az ilyen gázgyártás során - a biomettán-gyártással szemben - a biometán a szennyező, akár el is fáklyázható).
2006-ban az Európai Unióban 62.200 GWh energiát állítottak elő biogázból. Ebbe az energiamennyiségbe beletartozik a depóniagáz, szennyvíztelepi biogáz és az egyéb szerves anyagokból előállított biogáz is (többnyire mezőgazdasági biogáz üzemek). Németország és Nagy-Britannia közel 36% és majd 32%-os részaránnyal a legnagyobb biogáz termelő országok közé tartoznak. A többi tagországban lényegesen kevesebb biogázt termelnek és hasznosítanak. Nagy-Britanniában a depóniagáz a meghatározó (90%), míg Németországban az egyéb biogáz termelés (főleg mezőgazdasági alapanyagokat hasznosító üzemek) közel 50%-os aránnyal a meghatározó. Nagy-Britannia 1000 lakosra jutó átlagos energiatermelése biogáz alapon 28,1 Toe, míg Magyarországé 1 Toe.
| Biogáz alapú energiatermelés 2006 (GWh)[1] | ||||
|---|---|---|---|---|
| Állam | Összesen | Depóniagáz | Szennyvíz | Egyéb |
| Németország | 22 370 | 6 670 | 4 300 | 11 400 |
| UK | 19 720 | 17 620 | 2 100 | 0 |
| Olaszország | 4 110 | 3 610 | 10 | 490 |
| Spanyolország | 3 890 | 2 930 | 660 | 300 |
| Franciaország | 2 640 | 1 720 | 870 | 50 |
| Hollandia | 1 380 | 450 | 590 | 340 |
| Ausztria | 1 370 | 130 | 40 | 1 200 |
| Dánia | 1 100 | 170 | 270 | 660 |
| Lengyelország | 1 090 | 320 | 770 | 10 |
| Belgium | 970 | 590 | 290 | 90 |
| Görögország | 810 | 630 | 180 | 0 |
| Finnország | 740 | 590 | 150 | 0 |
| Csehország | 700 | 300 | 360 | 40 |
| Írország | 400 | 290 | 60 | 50 |
| Svédország | 390 | 130 | 250 | 10 |
| Magyarország | 120 | 0 | 90 | 40 |
| Portugália | 110 | 0 | 0 | 110 |
| Luxemburg | 100 | 0 | 0 | 100 |
| Szlovénia | 100 | 80 | 10 | 10 |
| Szlovákia | 60 | 0 | 50 | 10 |
| Észtország | 10 | 10 | 0 | 0 |
| Málta | 0 | 0 | 0 | 0 |
| EU (GWh) | 62 200 | 36 250 | 11 050 | 14 900 |
A fermentáció után visszamaradt anyag sokkal jobban alkalmazható talaj szerves anyag utánpótlás biztosítására, mint az istállótrágya, mert:
-az anaerob kezelés során az értékes nitrogén tartalom megőrződik,
-az elfolyó anyag savassága csökken, a pH értéke 7-ről 8-ra emelkedik,
-istállótrágya esetében a C/N arány 30-50%-kal csökken, tehát a keletkező termék alkalmas közvetlen mezőgazdasági alkalmazásra,
-a folyamatban a foszfor és kálium tartalom a növények számára könnyen felvehető állapotba kerül,
-a gyommagvak csírázóképessége mezofil folyamatban csökken, termofil folyamatban gyakorlatilag megszűnik,
-a termék sokkal kevesebb kellemetlen szaganyagot tartalmaz és könnyen vízteleníthető.
A fermentáció eredményeként a hulladék elhelyezéssel járó közegészségügyi problémák csökkennek, mert:
-az anaerob fermentáció során az emberre veszélyes patogén baktériumok jelentős része elpusztul (termofil folyamatban teljes fertőtlenítés következik be),
-a termék térfogata számottevően csökken, tehát könnyebben és biztonságosabban tárolható,
-a környezetet szennyező anyagok koncentrációja csökken az anaerob fermentáció után
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
