Biogasgenerator

Biogas is een hernieuwbare en schone energiebron. Gas dat wordt gegenereerd door biovergisting is Biogas is een hernieuwbare en schone energiebron. Gas dat wordt gegenereerd door biovergisting is niet vervuilend; het vermindert feitelijk de uitstoot van broeikasgassen (dat wil zeggen vermindert het broeikaseffect). Er vindt geen verbranding plaats tijdens het proces, wat betekent dat er geen uitstoot van broeikasgassen in de atmosfeer is; daarom is het gebruik van gas uit afval als een vorm van energie een geweldige manier om de opwarming van de aarde tegen te gaan.

Het zal geen verrassing zijn dat de zorg voor het milieu een belangrijke reden is waarom het gebruik van biogas wijdverspreider is geworden. Biogasinstallaties beperken het broeikaseffect aanzienlijk: de installaties verlagen de uitstoot van methaangas door dit schadelijke gas af te vangen en als brandstof te gebruiken. De opwekking van biogas helpt de afhankelijkheid van het gebruik van fossiele brandstoffen, zoals olie en steenkool, te verminderen.

Een ander voordeel van biogas is dat, in tegenstelling tot andere vormen van hernieuwbare energie, het proces om het gas te creëren natuurlijk is en er geen energie nodig is voor het opwekkingsproces. Bovendien zijn de grondstoffen die worden gebruikt bij de productie van biogas hernieuwbaar, omdat bomen en gewassen zullen blijven groeien. Mest, etensresten en gewasresten zijn grondstoffen die altijd beschikbaar zullen zijn, waardoor het een zeer duurzame optie is.

Overstromende stortplaatsen verspreiden niet alleen vieze geuren, ze zorgen er ook voor dat giftige vloeistoffen in ondergrondse waterbronnen terechtkomen.

Een ander voordeel van biogas is vervolgens dat de productie van biogas de waterkwaliteit kan verbeteren. Bovendien deactiveert anaërobe vergisting ziekteverwekkers en parasieten; het is dus ook behoorlijk effectief in het verminderen van de incidentie van door water overgedragen ziekten. Op dezelfde manier verbeteren de afvalinzameling en het beheer aanzienlijk in gebieden met biogasinstallaties. Dit leidt op zijn beurt tot verbeteringen op het gebied van milieu, sanitaire voorzieningen en hygiëne.

Het bijproduct van het biogasproductieproces is verrijkt organisch digestaat, dat een perfecte aanvulling of vervanging is voor chemische meststoffen. De mestafvoer uit de vergister kan de plantengroei en de weerstand tegen ziekten versnellen, terwijl commerciële meststoffen chemicaliën bevatten die toxische effecten hebben en onder meer voedselvergiftiging kunnen veroorzaken.

De technologie die wordt gebruikt om biogas te produceren is vrij goedkoop. Het is eenvoudig op te zetten en vereist weinig investeringen bij gebruik op kleine schaal. Kleine biovergisters kunnen thuis worden gebruikt, waarbij gebruik wordt gemaakt van keukenafval en dierlijke mest. Een huishoudelijk systeem betaalt zichzelf na een tijdje terug en de materialen die voor de opwekking worden gebruikt, zijn helemaal gratis. Het geproduceerde gas kan direct worden gebruikt voor het koken en het opwekken van elektriciteit. Hierdoor zijn de kosten voor de productie van biogas relatief laag.

Boerderijen kunnen dagelijks gebruik maken van biogasinstallaties en afvalproducten die door hun vee worden geproduceerd. De afvalproducten van één koe kunnen voldoende energie leveren om een ​​gloeilamp een hele dag van stroom te voorzien.

In grote centrales kan biogas ook worden gecomprimeerd om de kwaliteit van aardgas te bereiken en worden gebruikt voor het aandrijven van auto's. Het bouwen van dergelijke fabrieken vergt relatief lage kapitaalinvesteringen en creëert groene banen. In India zijn bijvoorbeeld 10 miljoen banen gecreëerd, vooral op het platteland, in fabrieken en in de inzameling van organisch afval.

Biogasgeneratoren redden vrouwen en kinderen van de lastige taak van het verzamelen van brandhout. Hierdoor blijft er meer tijd over voor koken en schoonmaken. Belangrijker nog: koken op een gasfornuis, in plaats van boven een open vuur, voorkomt dat het gezin wordt blootgesteld aan rook in de keuken. Dit helpt dodelijke luchtwegaandoeningen te voorkomen. Helaas sterven jaarlijks 4,3 miljoen mensen voortijdig aan ziekten die worden toegeschreven aan de luchtvervuiling in huishoudens die wordt veroorzaakt door het inefficiënte gebruik van vaste brandstoffen bij het koken.

De toepassing van biogas voor de opwekking van elektriciteit is het meest voorkomende gebruik. Biogas gemaakt uit plantaardig materiaal biedt een duurzame manier om elektriciteit op te wekken. In tegenstelling tot zonne-energie die alleen overdag beschikbaar is of windenergie die slechts af en toe wordt opgewekt, maakt biogas gebruik van een betrouwbaar veldgewas dat door boeren wordt geteeld en geoogst.

Biogas bezit chemische energie, en daarom komt elektriciteit uit biogas voort uit het omzetten van deze chemische energie in mechanische energie en uiteindelijk in elektriciteit. Dit wordt gedaan door het gebruik van transducers zoals generatoren en turbines die energie van de ene vorm in de andere omzetten. Deze elektriciteit kan zowel binnenlands als commercieel worden gebruikt, omdat deze op kleine en grote schaal kan worden geproduceerd.

Sluit de biogasbron aan op de inlaat van de gasmotor. De biogasbron kan een cilinder zijn die gas onder druk bevat, of rechtstreeks uit een vergister, wat het middel is om het organische materiaal af te breken. De gasmotor is ontworpen om op dezelfde manier te werken als die van een auto, omdat hij is samengesteld uit zuigers waarin het gas wordt verbrand en wordt gebruikt om een ​​as te laten draaien, waardoor de chemische energie in het biogas door beweging wordt omgezet in mechanische energie.

Sluit de gasmotor zodanig aan op de AC-generator dat de roterende as de AC-generator aandrijft. De beweging die wordt overgebracht naar de AC-generator produceert elektriciteit door middel van magnetisme.

De toepassing van biogas voor de productie van warmte-krachtkoppeling zou net zo gewoon moeten zijn als de opwekking van elektriciteit, maar de extra WKK-installatie vergt extra investeringen, dus de aanvullende apparatuur die nodig is om de restwarmte te gebruiken mag niet worden geïnstalleerd. Als dat gebeurt, moet dat als een gemiste kans worden gezien. Er is bijna altijd wel een gebruiksdoel van de warmte, afkomstig van de opwekking van elektriciteit. Energie die anders verloren zou gaan in de lucht rond de koelventilatoren.

Het waardevolle bestanddeel van biogas is methaan (CH4), dat doorgaans 60% uitmaakt, terwijl de rest koolstofdioxide (CO2) en kleine percentages andere gassen is. Het aandeel methaan hangt af van de grondstof en de efficiëntie van het proces, waarbij het bereik voor het methaangehalte 40% tot 70% bedraagt. Biogas is verzadigd en bevat H2S, en het eenvoudigste gebruik is in een boiler om heet water of stoom te produceren.

Het meest voorkomende gebruik is waarbij het biogas een verbrandingsgasmotor in een gecombineerde warmte- en krachtinstallatie (WKK) aandrijft om elektriciteit en warmte te produceren. In Zweden wordt het gecomprimeerde gas gebruikt als voertuigbrandstof en er zijn een aantal biogastankstations voor auto's en bussen. Het gas kan ook worden opgewaardeerd en gebruikt in gastoevoernetwerken. Ook wordt onderzoek gedaan naar het gebruik van biogas in vaste-oxidebrandstofcellen.

Biogas kan direct worden verbrand om warmte te produceren. In dit geval is het niet nodig om het waterstofsulfide in het biogas te wassen. Gewoonlijk wordt bij het proces gebruik gemaakt van een dubbele brandstofbrander en is de conversie-efficiëntie 80 tot 90%. De belangrijkste componenten van het systeem zijn een anaerobe vergister, biogashouder, drukschakelaar, boosterventilator, magneetklep, dubbele brandstofbrander en verbrandingsluchtblower.

Theoretisch kan biogas met behulp van een brandstofcel direct worden omgezet in elektriciteit. Dit proces vereist echter zeer schoon gas en dure brandstofcellen. Daarom is deze optie nog steeds onderwerp van onderzoek en momenteel geen praktische optie. Het omzetten van biogas naar elektriciteit door een generatorset is veel praktischer.

Om de toepassing van biogas als brandstof die wordt toegevoegd aan aardgastoevoerleidingen voor fossiele brandstoffen te begrijpen, moet dit worden uitgelegd.

Wanneer het in een geschikte mate is gezuiverd om in een aardgaspijpleiding te worden geïnjecteerd, wordt het zuivere gas gewoonlijk "biomethaan" genoemd. Op deze manier geïnjecteerde biomethaan is in veel landen waar de bevolking graag wil voldoen aan methoden om de klimaatverandering terug te dringen, in trek. De gasindustrie noemt het gecomprimeerde biomethaan "Renewable Natural Gas" of RNG.

Volgens cijfers van de Coalition for Renewable Natural Gas produceren van de ruim 1000 stortplaatsen die in aanmerking zouden kunnen komen voor de productie van biogas, slechts 42 gas-naar-energieprojecten met een hoog BTU-volume die RNG, biomethaan, geüpgraded of biogas van pijpleidingkwaliteit.

Lokale gasdistributie- en transmissiepijpleidingbedrijven worden steeds vaker benaderd om hernieuwbaar aardgas (RNG) aan te kopen en/of te leveren aan hun bestaande lijnen voor algemene distributie. RNG wordt verkregen uit de anaerobe afbraak van een grote verscheidenheid aan organische materialen, waaronder zuivel- en landbouwafval, afvalwater en stortplaatsen.

Binnen de aardgasindustrie verwijst de term 'biogas' naar gas dat rechtstreeks uit vergisters of stortplaatsen wordt geproduceerd; het wordt vaak op of buiten de locatie verbrand in generatoren voor omzetting in elektriciteit of gewoonweg afgefakkeld. Geschoond biogas of biomethaan, tegenwoordig beter bekend als RNG, is het doelproduct voor opname in het aardgaspijpleidingnet.

Indien geconcentreerd en gecomprimeerd, bestaat er een ideale toepassing van biogas in het voertuigtransport. Biogas drijft auto's aan. Al in 2007 werden wereldwijd naar schatting twaalf000 voertuigen aangedreven met opgewaardeerd biogas, vooral in Europa. Het grote voordeel voor transportgebruik kan zijn dat een wagenpark zeer efficiënt kan worden aangedreven door biogas, als de voertuigen op dezelfde locatie als de biogasinstallatie worden gestookt. Dan zijn er geen kosten verbonden aan het transport van het biogas naar het gebruikspunt.