وقتی که مواد آلی پوسیده یا تجزیه می‌شوند، ترکیبی از دی اکسید کربن و متان تولید می‌کنند. این گازها بیوگاز نام دارند که می‌توانند به مصارف گوناگونی برسند.
بیوگاز گاهی وقت‌ها انرژی کاملا سبز نامیده میشود زیرا منبع ارزشمند انرژی در نواحی روستایی است. بیوگاز منبع انرژی تجدید شدنی را که تمیز و براحتی قابل کنترل است فراهم می‌کند و با توجه به اینکه نیاز به نیروی انسانی کمی دارد براحتی می‌تواند جایگزین هیزم یا سوخت‌های فسیلی بشود.
بیوگاز از چه چیزی ساخته میشود؟
بیوگاز از مواد آلی ساخته میشود. در واقع فرآیند تخمیر طبیعی موادی همچون مواد زیر است که بیوگاز را تولید می‌کند:
ضایعات مزرعه (کود و فضولات حیوانی)
مواد گیاهی
فاضلاب انسانی
بیومس) بیومس سوخت به دست آمده از موجودات گیاهی و حیوانی است که برای نمونه می‌توان چوب را مثال زد)
چطور بیوگاز تولید میشود؟
بیوگاز در مخازن بزرگی که هاضم نام دارند تولید میشود. انواع زیادی از هاضم‌ها وجود دارند اما همه‌شان در این مشترکند که باید بی‌هوازی و یا بدون حضور اکسیژن کار کنند. در واقع عملکرد باکتریهای بی‌هوازی است که بیوگاز را تولید می‌کند (باکتریهای بی‌هوازی باکتری‌هایی هستند که در عدم حضور اکسیژن زندگی می‌کنند)
سه نوع اصلی از هاضم‌ها عبارتند از:
با گنبد ثابت-ساخت این هاضم‌ها از زیر زمین آغاز میشود. ماده آلی آبکی داخل مخزن تعادل ریخته شده و بیوگاز را تولید می‌کند. گاز بعدا در یک ساختمان آجری که در روی زمین قرار می‌گیرد جمع آوری میشود. بهتر است که مخزن آجری دقیقا روی مواد در حال فساد ایجاد شود.
با گنبد شناور-این نوع هاضم هم از زیر زمین شروع میشود. یک گنبد فلزی در بالای ماده آبگون شناور است و همچنان که هاضم پر از گاز میشود بالا‌تر و بالا‌تر می‌رود.
بالن-این نوع هاضم بیوگاز اساسا شبیه یک کیسه بزرگ است. کف کیسه شامل مواد است و بالای آن از گاز پر شده است. با تولید بیوگاز بالن باد می‌کند.
تمام هاضم‌های بیوگاز برای عملکرد مطلوب احتیاج به آب دارند.
فناوری مورد استفاده به صورت کلی به دو بخش تقسیم میشود:
هاضم‌های پر و خالی-برای تولید گاز زیاد استفاده شده و به یکباره مواد آلی زیادی را در خود جای می‌دهند.
هاضم‌های با جریان مستمر-برای تولید گاز کمتر ارجح شمرده می‌شوند و به ویژه برای هتل‌ها و مکان‌های کوچک تجاری مفیدند. این هاضم‌ها به گونه‌ای طرح و اجرا می‌شوند که هر روز مقداری ماده آلی درشان ریخته و برداشت گردد.
کجا‌ها می‌توان از بیوگاز استفاده کرد؟
بیوگاز می‌تواند در مصارف زیر استفاده شود:
روشنایی خانه‌ها و ساختمان‌ها
آشپزی (همچون پروپان)
به راه اندازی ژنراتور‌ها و تولید برق
موتورهای احتراقی تولید نیرو
تولید بیوگاز موجب استفاده خوب از ضایعات شده و می‌تواند موجبات ارتقا سطح بهداشت را فراهم آورد. این کار با ایجاد انرژی قابل دسترس در کشورهای در حال توسعه مهیا میگردد. در امریکا مزرعه داران و کشاورزان تولید بیوگاز را راهی می‌بینند که موجبات استفاده فراوان از ضایعات گیاهی و حیوانی را فراهم می‌نماید. ورمونت جایی است که در آن از فضولات حیوانی برق تولید میشود و برق اضافی به همسایه‌هایی که در مجاورت آن قرار دارند فروخته میشود.
افزایش روزافزون پسماندها اعم از جامد یا مایع و امکان تولید گاز از این مواد، با توجه به سهولت فناوری و ساخت نیروگاههای بیوگاز ، سبب شده است که احداث این چنین نیروگاهها در بسیاری از کشورها مورد توجه قرار گیرد.
طبق آمارهای موجود در سال ۲۰۰۶ ،در جهان سالانه حدود ۷۴ میلیون تن گاز متان از فضولات دامپروری و ۴۰ میلیون تن از این گاز تنها از زباله های شهری خود به خود تولید و در جو پراکنده می شود ، در حالی که جمع آوری این مواد زائد و تولید گاز متان با استفاده از مکانیزمهای خاص علاوه بر کاهش گازهای گلخانه ای و کمک به حفاظت از محیط زیست ، سود آوری خوبی برای صاحبان صنایع در بر خواهد داشت.
تاریخچه
- زیست توده سهم بزرگی در میان دیگر انواع منابع انرژیهای نو دارا می باشد بطوريكه پس از ذغال سنگ، نفت و گاز طبیعی، چهارمین منبع بزرگ انرژی در دنیا میباشد.
- این منبع حدود 14 درصد از انرژی اولیه جهان را تامین می‌نماید و در حال حاضر بیش از 5/11% از انرژی اولیه جهان توسط منابع زیست توده تامین میگردد و این در حالی است که در ایالات متحده آمریکا 3-4 درصد از انرژی اولیه مورد نیاز فقط از منابع زیست توده تامین میشود.
- در سال 2005حدود 44000 مگاوات نیروگاه تولید برق ( با انواع فن آوریها) و 225000 مگاوات حرارتی نیروگاه مدرن تولید حرارت با منبع زیست توده احداث شده است که حدود 10000 مگاوات آن فقط در ایالات متحده بوده است.
زیست توده يا بيومس (Biomass) :
- زیست توده عبارت است از اجزا قابل تجزیه زیستی از محصولات، پسماندها و زائدات کشاورزی (شامل موادگیاهی و دامی)، جنگلها و صنایع وابسته و همچنین زائدات صنعتی و شهری قابل تجزیه.
- زیست توده یا بیومس یک منبع انرژی تجدید پذیر است که از مواد زیستی به دست می‌آید.
- زیست توده بر پایه کربن است و از مخلوط مولکول‌های آلی، شامل هیدروژن، معمولاً اکسیژن و اغلب نیتروژن و مقدار کمی از دیگر اتمها مانند، فلزات قلیایی، فلزات قلیایی خاکی و فلزات سنگین است.
زیست گاز، گاز زیستی یا بیوگاز (Biogas):
- مجموعه گازهای تولید شده از تجزیه و تخمیر موادی که در گروه زیست توده جای می گیرند (فضولات حیوانی، انسانی، پسماندهای گیاهی و . . .) را بيوگاز می نامند.
- اين گازها، در نتیجه فقدان اکسیژن و فعالیت باکتریهای غیر هوازی به وجود می آید.
- منابع زيست توده شامل ترکیبات آلی با زنجیره بلند می‌باشند که در فرایند هضم (تخمیر بی هوازی مواد آلی ) به مو لکولهای ساده‌تر تبدیل میگردد. حاصل این فرایند، گازی قابل اشتعال به نام بیوگاز میباشد.
منابع قابل استحصال بیوگاز
منابع قابل استحصال بیوگاز عبارتند از :
- ضایعات و پسماندهای کشاورزی و صنایع وابسته
- پسماندهای جامد شهری
- پساب شهری
- فضولات دامی
- ضایعات و زائدات جامد و مایع فسادپذیر صنعتی (لجن صنعتی)
تولید گاز بیوگاز ، روش بی هوازی با استفاده از هاضم (دایجستر)
- نیروگاههای بیوگاز سوز از بخشهای مختلفی تشکیل می گردند که عمدتا بر اساس نوع مواد اولیه و نیز شرایط محیطی،هزینه های نیروی انسانی، هزینه های انرژی و میزان سرمایه گذاری مجری طرح می توان نسبت به انتخاب تجهیزات مورد استفاده در پروژه اقدام کرد.
- معمولا بخش های زیر در چیدمان یک نیروگاه بیوگاز سوز در نظر گرفته می شود :
- واحد پذیرش مواد اولیه
- تجهیزات مورد نیاز در بخش تغذیه نیروگاه
- مخازن ( دایجستر یا هاضم )
- همزن ها
- لوله کشی ها
- برق و الکترونیک
- مبدلها
- بخش تولید انرژی(CHP)
- واحد تصفیه گاز
- کمپرسورها
- مشعل
- تجهیزات کنترل
تولیدات اولیه سایت بیوگاز
مواد باقی مانده در هاضم پس از استحصال گاز ( لجن )
یکی از قسمتهای درآمدزا در این بخش استفاده از لجن باقی مانده در هاضم به عنوان کود در بخش کشاورزی و باغداری است.این کود با دارا بودن ویژگی های خاص ، می تواند جایگزین مناسبی جهت کودهای موجود بوده و تحت عنوان کودهای کمپوست غنی شده در بین کشاورزان ترویج می شود.
CDM
کنوانسیونی با مشارکت برخی کشورها تشکیل شد و اعضای آن متعهد شدند از انتشار گازهای گلخانه‌ای حاصل از فعالیت‌های صنعتی اثرگذار بر تغییرات آب و هوایی، جلوگیری کنند. برای کاهش هر یک تن گاز کربن، یک گواهی کاهش انتشار گاز کربن به صاحب پروژه اختصاص می یابد. بر این اساس صاحبان صنایع بیو گاز می توانند پس از اجرای طرح و بر آوردهای مورد نیاز نسبت به دریافت CER اقدام نمایند.
گاز و برق
بیو گاز می تواند به عنوان ماده اولیه به صنایع مرتبط از جمله صنایع پلاستیک ، حشره کشهای آلی و . . . عرضه شود علاوه بر این تبدیل آن به انرژی الکتریکی به وسیله ژنراتورهای بیوگازی می تواند درآمد مطمئنی را برای صاحبان این صنعت به همراه داشته باشد.
آب گرم
آب گرم تولیدی می تواند انرژی گرمایی بسیار ارزان قیمت در اختیار تاسیسات صنعتی، کشاورزی یا مسکونی همجوار با مجموعه سایت بیوگاز قرار دهد که در صورت احداث زیر ساختارهای لازم جهت استفاده از این انرژی می تواند محل در آمدی مناسبی باشد..
اطلاعات بيشتر
هزينه احداث:
هزينه احداث يک نيروگاه 500 کيلوواتی (به 700 تا 800 راس گاو نياز دارد) حدود يک ميليون يورو میباشد.
هزينه نگهداری و تعميرات و استهلاک: سالانه ، کمتر از 10 درصد
فضای مورد نياز: 4000 تا 5000 متر مربع
طول انجام پروسه توليد برق و کود: 30 روز پس از شروع و پس از آن، به طور دايمی انجام ميشود.
قيمت خريد تضمينی برق توليدی در سال 1395برابر 3500 ريال می باشد.