Il biogas si riferisce a una miscela di diversi gas prodotti dalla decomposizione di materia organica in assenza di ossigeno. Il biogas può essere prodotto da materie prime come rifiuti agricoli, letame, rifiuti urbani, materiale vegetale, acque reflue, rifiuti verdi o rifiuti alimentari. Il biogas è una fonte di energia rinnovabile.
Il biogas può essere prodotto dalla digestione anaerobica con organismi metanogeni o anaerobici, che digeriscono il materiale all’interno di un sistema chiuso o la fermentazione di materiali biodegradabili. Questo sistema chiuso è chiamato digestore anaerobico, biodigestore o bioreattore.
Il biogas è principalmente metano (CH4) e anidride carbonica (CO2) e può contenere piccole quantità di idrogeno solforato (H2S), umidità e silossani. I gas metano, idrogeno e monossido di carbonio (CO) possono essere bruciati o ossidati con ossigeno. Questo rilascio di energia consente di utilizzare il biogas come combustibile; può essere utilizzato per qualsiasi scopo di riscaldamento, come la cottura. Può anche essere utilizzato in un motore a gas per convertire l’energia del gas in elettricità e calore.
Il biogas può essere compresso, allo stesso modo in cui il gas naturale viene compresso a metano e utilizzato per alimentare i veicoli a motore. Nel Regno Unito, ad esempio, si stima che il biogas abbia il potenziale per sostituire circa il 17% del carburante per veicoli. Si qualifica per sussidi di energia rinnovabile in alcune parti del mondo. Il biogas può essere pulito e aggiornato agli standard del gas naturale, quando diventa biometano. Il biogas è considerato una risorsa rinnovabile perché il suo ciclo di produzione e uso è continuo e non genera anidride carbonica netta. Man mano che il materiale organico cresce, viene convertito e usato. Quindi ricomincia in un ciclo continuamente ripetuto. Dal punto di vista del carbonio, l’anidride carbonica viene assorbita dall’atmosfera nella crescita della bio-risorsa primaria come viene rilasciata, quando il materiale viene convertito in energia.
Composizione e caratteristiche del biogas
La composizione chimica del biogas dipende principalmente da due fattori: i materiali utilizzati nella digestione e la tecnologia utilizzata per il processo. Con questo in mente, il biogas può contenere tra il 55-70% di metano, il 30-45% di anidride carbonica e il 5% di tracce di altri gas (considerate impurezze).
Le sue caratteristiche di biogas hanno un potere calorifico compreso tra 6 e 6,5 kWh / Nm 3, il combustibile equivalente è da 0,6 a 0,65 L di petrolio per metro cubo di biogas. Temperatura di accensione da 650 a 750 ° C. Pressione critica da 74 a 88 atmosfere. Temperatura critica di -82,5 ° C. Densità di 1,2 kg / m3. Massa molare di 16,043 g / mol.
valore energetico
Dipende dalla composizione del gas risultante dalla fermentazione: più il metano contiene, più è energico. Ad esempio un materiale fermentabile ricco di C e H produce un biogas contenente fino al 90% di metano, mentre la cellulosa, più povera in C e H produrrà un biogas solo il 55% di metano (e il 45% di biossido di carbonio)
Efficienza
Gli studi IFEU mostrano che in Germania l’uso del biogas per la cogenerazione locale con un motore a gas è più efficiente per quanto riguarda l’effetto serra, l’iniezione nelle reti e la manutenzione necessaria. Tuttavia, questo studio stima l’energia fornita all’equivalente di 5.000 litri di olio combustibile per ettaro all’anno. Sostituire i combustibili fossili e l’energia nucleare con il biogas richiede quasi l’intera superficie della Germania.
L’efficienza operativa della cogenerazione di calore e energia è al massimo del 70% o del 30% delle perdite.
L’uso del calore è spesso stagionale e richiede vicinanza agli utenti e la creazione di una rete di distribuzione. È anche possibile fornire il freddo attraverso processi di assorbimento del calore. Tuttavia, questo uso è limitato ad alcune regioni in Francia.
L’iniezione è consentita e può avere un’efficienza operativa del 90%. Anche il consumo di gas è stagionale ma in generale l’iniezione è possibile sulle reti tutto l’anno, tranne in alcuni casi, alcuni giorni o settimane in estate, dove il consumo è inferiore e quindi la rete è satura. Con l’iniezione, la produzione di biometano in estate trova uno sbocco che non trova sempre calore cogenerativo.
Molti progetti sono in Francia in fase di iniezione. Ad esempio, Fontainebleau, accompagnato dall’École Supérieure des Mines, sta avviando una digestione anaerobica di 30.000 tonnellate di letame equino all’anno sotto il nome del progetto: EQUIMETH.
In tutto il mondo, l’uso del biogas a livello domestico è molto diffuso, specialmente in Asia
In Mali, sono stati condotti progetti pilota in aree isolate per misurare come il biogas può produrre energia per uso domestico in modo sostenibile. L’esperienza ha dimostrato che con la formazione di artigiani locali che possono sostenere la produzione delle attrezzature necessarie (gasometro, digestore) e la formazione delle famiglie nella manutenzione delle attrezzature, il biogas può essere una valida alternativa all’uso di legna per cucinare i pasti e migliorare le condizioni di vita attraverso altri input di energia (in particolare la refrigerazione). La pressione sulle risorse di legno è diminuita e il compostproduct è stato utilizzato per fertilizzare i terreni. Il supporto finanziario rimane necessario per l’implementazione del sistema (attrezzature, installazione, formazione).
Arti, un’organizzazione non governativa in India, sta sviluppando un semplice digestore da 0,5 m3 (elevato) per i tropici che utilizza rifiuti di cucina (ricchi di amido e zuccheri) per produrre biogas. 1 kg di rifiuti produce 400 litri di biogas in 6-8 ore, il che è sufficiente per circa 15-20 minuti di cottura.
Produzione
Il biogas è un’energia rinnovabile che può essere utilizzata per il riscaldamento, l’elettricità e molte altre operazioni che utilizzano un motore a combustione interna alternativo, come i motori a gas GE Jenbacher o Caterpillar. Per fornire questi motori a combustione interna con biogas con una pressione del gas ampia per ottimizzare la combustione, all’interno dell’Unione Europea sono previsti i ventilatori centrifughi ATEX costruiti in conformità con la direttiva europea 2014/34 / UE (precedentemente 94/9 / CE). Queste unità di ventilazione centrifughe, ad esempio Combimac, Meidinger AG o Witt & amp; Sohn AG è adatto per l’uso nelle zone 1 e 2.
Altri motori a combustione interna come le turbine a gas sono adatti alla conversione di biogas in elettricità e calore. Il digestato è la materia inorganica rimanente che non è stata trasformata in biogas. Può essere usato come fertilizzante agricolo.
Anche il biogas è prodotto;
come gas di discarica (LFG), prodotto dalla demolizione di rifiuti biodegradabili all’interno di una discarica a causa di reazioni chimiche e microbi, o
come gas digerito, prodotto all’interno di un digestore anaerobico.
Progetti come NANOCLEAN stanno attualmente sviluppando nuovi modi per produrre biogas in modo più efficiente, utilizzando nanoparticelle di ossido di ferro nei processi di trattamento dei rifiuti organici. Questo processo può triplicare la produzione di biogas.
Processo di biosintesi
Esistono tre gamme di produzione di biogas, a seconda della temperatura.
15-25 ° C: psicofilo
25-45 ° C: mesofilo
45-65 ° C: termofilo
Questi sono i digestori mesofili più utilizzati (circa 38 ° C) nelle zone temperate.
Il recupero di biogas da discarica è doppiamente interessante perché il metano rilasciato nell’atmosfera è un gas serra molto più potente del biossido di carbonio (CO2) prodotto dalla sua combustione.
Fonti di biogas
Il biogas derivante dalla digestione anaerobica o dalla digestione dei rifiuti anaerobici fermentabili. Le fonti più comuni di biogas provengono da stock volontari o involontari di materia organica:
culture;
Discariche: il loro contenuto di biogas è più alto o più basso a seconda della tenuta della modalità operativa La raccolta selettiva di rifiuti putrescibili consente la metanizzazione più velocemente della scarica utilizzando specifici bioreattori (digestori)
Fanghi degli impianti di depurazione: la digestione anaerobica elimina i composti organici e consente alla pianta di essere più o meno autosufficiente in energia;
Depandati zootecnici: i regolamenti rendono obbligatoria l’attrezzatura di stoccaggio degli effluenti (letame, letame) per una capacità superiore a 6 mesi. Questo tempo di conservazione può essere utilizzato per la metanizzazione degli effluenti. Questi sono letame animale ma anche altri rifiuti agricoli: residui colturali e insilati, effluenti da caseifici, prelievi da mercati, erba, ecc.
Anche gli effluenti delle industrie agroalimentari possono essere metanizzati. L’obiettivo è principalmente quello di evitare il rifiuto di materiali organici troppo ricchi e può essere accompagnato dal recupero di energia;
Il fondo dei laghi e delle paludi: il biogas è naturalmente prodotto da sedimenti organici che si accumulano lì. L’uso del biogas del Lago Kivu è stato avviato più di 40 anni fa e ora viene sviluppato su larga scala.
Fasi della produzione di biogas
Il processo di produzione di biogas mediante digestione anaerobica di materia organica è suddiviso in quattro fasi. Ciò è stato dimostrato da studi biochimici e microbiologici effettuati fino ad oggi.
Fase I: idrolisi
Per iniziare il processo di decomposizione anaerobica è necessario che i composti organici possano attraversare la parete cellulare e quindi trarre vantaggio dalla materia organica. I microrganismi idrolitici producono enzimi extracellulari in grado di convertire la materia organica polimerica in composti organici solubili. Questo stadio è determinante nella velocità complessiva del processo di produzione del biogas e può essere influenzato da fattori quali: temperatura, pH, granulometria, composizione biochimica del substrato, tra gli altri.
Stadio II: Acidogenesi
La trasformazione delle molecole organiche solubili avviene in composti che possono essere sfruttati da batteri metanogeni (acetico, formico e idrogeno), altri più ridotti come (valerico, propionico, lattico e altri) e alcuni composti che non possono essere utilizzati da questi batteri (etanolo , acidi grassi e aromatici). Inoltre eliminano ogni traccia di ossigeno presente nel biodigestore.
Fase III: acetogenesi
Approfittano di composti che non possono essere metabolizzati da batteri metanogeni (etanolo, acidi grassi e aromatici) e trasformarli in composti più semplici come acetato e idrogeno. Microrganismi acetogenici molto speciali, chiamati omoacetogenici, sono in grado di produrre solo acetato e possono essere usati per mantenere basse pressioni parziali di gas idrogeno poiché non lo producono.
Stadio IV: metanogenesi
I batteri metanogeni agiscono sui prodotti delle fasi precedenti e completano il processo di decomposizione anaerobica attraverso la produzione di metano. È stato dimostrato che il 70% del metano prodotto nel biodigestore è il risultato della decarbolizzazione dell’acido acetico, poiché solo due generi di batteri metanogeni possono utilizzare l’acetato.
Impianti di biogas
Un impianto di biogas è il nome spesso dato a un digestore anaerobico che tratta rifiuti agricoli o colture energetiche. Può essere prodotto utilizzando digestori anaerobici (serbatoi a tenuta stagna con diverse configurazioni). Queste piante possono essere alimentate con colture energetiche come l’insilato di mais o rifiuti biodegradabili, compresi i fanghi di depurazione e gli scarti alimentari. Durante il processo, i microrganismi trasformano i rifiuti della biomassa in biogas (principalmente metano e anidride carbonica) e nel digestato.
Processi chiave
Ci sono due processi chiave: la digestione mesofila e termofila che dipende dalla temperatura. In un lavoro sperimentale presso l’Università dell’Alaska Fairbanks, un digestore da 1000 litri che utilizzava gli psicofili raccolti dal “fango di un lago ghiacciato dell’Alaska” ha prodotto 200-300 litri di metano al giorno, circa il 20% -30% della produzione dei digestori in climi più caldi.
pericoli
L’inquinamento atmosferico prodotto dal biogas è simile a quello del gas naturale. Il contenuto di acido solfidrico tossico presenta rischi aggiuntivi ed è stato responsabile di gravi incidenti. Le perdite di metano incombusto rappresentano un ulteriore rischio, poiché il metano è un potente gas serra.
Il biogas può essere esplosivo se miscelato nel rapporto tra biogas da una parte e aria da 8-20 parti. Speciali precauzioni di sicurezza devono essere prese per entrare in un digestore di biogas vuoto per lavori di manutenzione. È importante che un sistema di biogas non abbia mai una pressione negativa in quanto ciò potrebbe causare un’esplosione. La pressione negativa del gas può verificarsi se viene rimosso o perso troppo gas; A causa di questo biogas non dovrebbe essere usato a pressioni inferiori a una colonna di acqua, misurata da un manometro.
Controlli dell’odore frequenti devono essere eseguiti su un sistema di biogas. Se il biogas è odorato dovunque le finestre e le porte dovrebbero essere aperte immediatamente. Se c’è un incendio, il gas deve essere spento alla valvola a saracinesca del sistema di biogas.
Gas di discarica
Il gas di discarica è prodotto da rifiuti organici umidi che si decompongono in condizioni anaerobiche in un biogas.
I rifiuti sono coperti e compressi meccanicamente dal peso del materiale depositato sopra. Questo materiale impedisce l’esposizione all’ossigeno permettendo così ai microrganismi anaerobici di prosperare. Il biogas si accumula e viene rilasciato lentamente nell’atmosfera se il sito non è stato progettato per catturare il gas. Il gas di discarica rilasciato in modo incontrollato può essere pericoloso poiché può diventare esplosivo quando fuoriesce dalla discarica e si miscela con l’ossigeno. Il limite inferiore di esplosività è il 5% di metano e la parte superiore è il 15% di metano.
Il metano nel biogas è 28 volte più potente di un gas serra rispetto al biossido di carbonio. Pertanto, il gas di discarica non convogliato, che sfugge nell’atmosfera, può contribuire in modo significativo agli effetti del riscaldamento globale. Inoltre, i composti organici volatili (VOC) presenti nei gas di discarica contribuiscono alla formazione dello smog fotochimico.
Tecnico
La domanda biochimica di ossigeno (BOD) è una misura della quantità di ossigeno richiesta dai microrganismi aerobi per decomporre la materia organica in un campione di materiale utilizzato nel biodigestore e il BOD per lo scarico liquido consente il calcolo del produzione di energia giornaliera da un biodigestore.
Un altro termine correlato ai biodigestori è la sporcizia effluente, che indica quanta materia organica esiste per unità di fonte di biogas. Le unità tipiche per questa misura sono in mg BOD / litro. Ad esempio, la sporcizia da effluente può variare tra 800-1200 mg BOD / litro a Panama.
Da 1 kg di rifiuti organici da cucina dismessi è possibile ottenere 0,45 m³ di biogas. Il prezzo per la raccolta dei rifiuti biologici dalle famiglie è di circa € 70 per tonnellata.
Composizione
La composizione del biogas varia a seconda della composizione del substrato, nonché delle condizioni all’interno del reattore anaerobico (temperatura, pH e concentrazione del substrato). Il gas di discarica ha in genere concentrazioni di metano intorno al 50%. Le tecnologie avanzate di trattamento dei rifiuti possono produrre biogas con il 55% -75% di metano, che per i reattori con liquidi liberi può essere aumentato all’80% -90% di metano utilizzando tecniche di purificazione dei gas in situ. Come prodotto, il biogas contiene vapore acqueo. Il volume frazionale del vapore acqueo è una funzione della temperatura del biogas; la correzione del volume di gas misurato per il contenuto di vapore acqueo e l’espansione termica è facilmente eseguibile tramite una semplice matematica che produce il volume standardizzato di biogas secco.
In alcuni casi, il biogas contiene silossani. Sono formati dalla decomposizione anaerobica di materiali comunemente trovati in saponi e detergenti. Durante la combustione del biogas contenente silossani, il silicio viene rilasciato e può combinarsi con ossigeno libero o altri elementi nel gas di combustione. I depositi sono formati contenenti principalmente silice (SiO2) o silicati (SixOy) e possono contenere calcio, zolfo, zinco, fosforo. Tali depositi minerali bianchi si accumulano su uno spessore superficiale di diversi millimetri e devono essere rimossi con mezzi chimici o meccanici.
Sono disponibili tecnologie pratiche ed economiche per rimuovere silossani e altri contaminanti da biogas.
Per 1000 kg (peso umido) di ingresso in un biodigestore tipico, i solidi totali possono essere il 30% del peso umido mentre i solidi sospesi volatili possono essere il 90% dei solidi totali. La proteina sarebbe il 20% dei solidi volatili, i carboidrati sarebbero il 70% dei solidi volatili e infine i grassi sarebbero il 10% dei solidi volatili.
vantaggi
Come biocarburante, ha molti vantaggi:
riduzione delle emissioni di gas serra, come notato sopra;
riduzione significativa delle emissioni di particolato fine rispetto al diesel e alla benzina;
riduzione di alcuni microbi negli effluenti agricoli (in particolare i coliformi);
sostituire altre energie esogene (fossili e nucleari), fonte di reddito per l’operatore che risparmia sulle sue spese energetiche e / o, sempre più vende la sua energia;
diminuzione del carico di carbonio dei rifiuti vegetali. Una volta digerito, i rifiuti sono meno dannosi per l’ambiente; anche il rischio di inquinamento biologico o organico è notevolmente ridotto, e la fermentazione diminuisce la percentuale di sostanza secca, per ridurre il volume da trasportare e diffondere;
il letame viene trattato gratuitamente da o per gli agricoltori che lo recuperano alla fine del ciclo, dopo aver prodotto metano, una migliore qualità perché non “brucia” le piante, si sbarazza di molti agenti patogeni e tutti i semi di “Weeds” “che potrebbe contenere.
Può anche essere iniettato nella rete del gas naturale dopo la purificazione. Questa è la soluzione che offre la migliore efficienza energetica, se la rete è abbastanza vicina al punto di produzione. Questa soluzione è ora supportata dagli operatori di rete, che addirittura considerano il 100% di gas verde nel 2050. In Francia, Afsset ha concluso nel 2009 che l’iniezione di biogas purificato nella rete non poneva particolari problemi di salute.
Benefici del biogas derivato da letame
Alti livelli di metano vengono prodotti quando il letame viene immagazzinato in condizioni anaerobiche. Durante lo stoccaggio e quando il letame è stato applicato alla terra, il protossido di azoto viene prodotto anche come sottoprodotto del processo di denitrificazione. L’ossido nitroso (N2O) è 320 volte più aggressivo di un gas serra rispetto al biossido di carbonio e al metano 25 volte di più del biossido di carbonio.
Convertendo il letame di mucca in biogas di metano attraverso la digestione anaerobica, i milioni di bovini negli Stati Uniti sarebbero in grado di produrre 100 miliardi di chiloWattora di elettricità, sufficienti per alimentare milioni di case negli Stati Uniti. In effetti, una mucca può produrre abbastanza letame in un giorno per generare 3 chilowattora di elettricità; sono necessari solo 2,4 chilowattora di elettricità per alimentare una singola lampadina da 100 Watt per un giorno. Inoltre, convertendo il letame di bovini in biogas di metano invece di lasciarlo decomporsi, i gas del riscaldamento globale potrebbero essere ridotti di 99 milioni di tonnellate o del 4%.
applicazioni
Il biogas può essere utilizzato per la produzione di energia elettrica nelle fognature, in un motore a gas CHP, dove il calore di scarto proveniente dal motore viene convenientemente utilizzato per riscaldare il digestore; cucinando; riscaldamento degli ambienti; riscaldamento dell’acqua; e processo di riscaldamento. Se compresso, può sostituire il gas naturale compresso per l’uso nei veicoli, dove può alimentare un motore a combustione interna o celle a combustibile ed è un dislocatore di anidride carbonica molto più efficace del normale utilizzo negli impianti di cogenerazione sul posto.
Oltre al proprio uso in agricoltura, il biogas è anche adatto come contributo a un mix energetico da energie rinnovabili. Questo perché, da un lato, è in grado di generare un carico di base, il che significa che il biogas è continuamente disponibile, in contrasto con altre fonti di energia rinnovabile come il vento o il sole. D’altra parte, la biomassa e il biogas possono essere immagazzinati, il che può contribuire al picco dell’approvvigionamento energetico. Pertanto, questa fonte di bioenergia è idonea a compensare le fluttuazioni a breve termine dell’erogazione di elettricità del vento e dell’energia solare. Finora, la maggior parte degli impianti di biogas viene utilizzata continuamente, praticamente come una centrale elettrica a carico di base. Per utilizzare l’energia contenuta sono disponibili le seguenti opzioni: Calore ed elettricità combinata sul posto (CHP): il biogas viene utilizzato in un impianto combinato di cogenerazione (CHP) per produrre elettricità e calore (CHP); l’elettricità è completamente immessa nella rete, il 60% circa di calore di scarto può essere utilizzato in loco. In alternativa, il biogas può essere immesso nella rete di alimentazione dopo un trattamento appropriato.
Unità di cogenerazione
In Germania, la combustione del biogas in centrali termiche combinate (CHP) è il modo più comune per produrre elettricità oltre al calore da immettere nella rete elettrica.
Poiché la maggior parte dei ricavi del biogas sono generati dalla vendita di energia elettrica, il consumatore di calore dispone di un’unità combinata di calore ed elettricità, che produce elettricità come prodotto principale per l’immissione in rete e alimenta idealmente il calore in una rete di riscaldamento locale o distrettuale. Un esempio di rete di teleriscaldamento è il villaggio bioenergetico Jühnde. Finora, tuttavia, solo una piccola parte del calore viene utilizzata nella maggior parte degli impianti di biogas agricoli per mancanza di richiesta di calore in loco, ad esempio per il riscaldamento del fermentatore e degli edifici residenziali e commerciali.
Rete di biogas
Un’alternativa è il trasporto di biogas nelle linee di biogas tramite reti di micro gas. L’elettricità e la produzione di calore possono quindi avvenire con i consumatori di calore.
Ulteriori tipi di utilizzo
Il biogas può essere utilizzato come carburante quasi privo di CO2 nei motori automobilistici. Poiché è necessaria una preparazione per la qualità del gas naturale, la componente CO2 deve essere rimossa il più lontano possibile. Può essere utilizzato commercialmente dopo la separazione, ad esempio nel settore delle bevande. Il cosiddetto biometano o bio gas naturale deve essere compresso tra 200 e 300 bar per poter essere utilizzato nei veicoli convertiti.
I camion di proprietà di Walter Schmid AG e della consociata Kompogas utilizzano il biogas in Svizzera dal 1995 e il primo camion ha raggiunto il milionesimo chilometro nell’estate del 2010. Dal 2001 ha guidato anche Migros Zurigo con Kompogas e dal 2002 la Svizzera di McDonald.
Finora, il biogas è usato raramente in questo modo. Nel 2006 è stata inaugurata la prima stazione di biogas in Germania a Jameln (Wendland).
A causa dell’elevata efficienza elettrica, l’utilizzo del biogas nelle celle a combustibile potrebbe essere interessante in futuro. Il prezzo elevato per le celle a combustibile, l’elaborata purificazione del gas e le prove pratiche finora ancora di breve durata, impediscono finora un’applicazione più ampia di questa tecnologia.
Aggiornamento del biogas
Il biogas grezzo prodotto dalla digestione è pari a circa il 60% di metano e il 29% di CO2 con oligoelementi di H2S: inadeguati per l’uso in macchinari. La natura corrosiva dell’H2S è sufficiente a distruggere i meccanismi.
Il metano nel biogas può essere concentrato attraverso un potenziatore di biogas con gli stessi standard del gas naturale fossile, che deve passare attraverso un processo di pulizia e diventare biometano. Se la rete del gas locale lo consente, il produttore del biogas può utilizzare le proprie reti di distribuzione. Il gas deve essere molto pulito per raggiungere la qualità della pipeline e deve essere della composizione corretta da accettare per la rete di distribuzione. Se presente, rimuovere biossido di carbonio, acqua, idrogeno solforato e particolato.
Ci sono quattro metodi principali di aggiornamento: lavaggio con acqua, assorbimento di swing di pressione, assorbimento di selexolo e trattamento con gas di ammina. Oltre a questi, l’uso della tecnologia di separazione delle membrane per l’aggiornamento del biogas è in aumento e ci sono già diversi impianti operativi in Europa e negli Stati Uniti.
Il metodo più diffuso è il lavaggio ad acqua in cui il gas ad alta pressione scorre in una colonna dove l’anidride carbonica e altri elementi in traccia vengono lavati con acqua a cascata in controcorrente verso il gas. Questa disposizione potrebbe fornire il 98% di metano con i produttori che garantiscono una perdita di metano massima del 2% nel sistema. Ci vuole all’incirca tra il 3% e il 6% della produzione totale di energia nel gas per far funzionare un sistema di upgrading del biogas.
Iniezione della rete del gas biogas
L’iniezione a gas è l’iniezione di biogas nella rete del metano (rete di gas naturale). Fino allo sfondamento del calore e dell’energia micro combinati, i due terzi di tutta l’energia prodotta dalle centrali elettriche a biogas andarono persi (come il calore). Utilizzando la rete per trasportare il gas ai clienti, l’energia può essere utilizzata per la generazione in loco, con conseguente riduzione delle perdite nel trasporto di energia. Le perdite di energia tipiche nei sistemi di trasporto di gas naturale vanno dall’1% al 2%; nella trasmissione dell’elettricità vanno dal 5% all’8%.
Prima di essere iniettato nella rete del gas, il biogas passa attraverso un processo di pulizia, durante il quale viene aggiornato alla qualità del gas naturale. Durante il processo di pulizia tracciare componenti dannosi alla rete del gas e rimuovere gli utenti finali.
Biogas nel trasporto
Se concentrato e compresso, può essere utilizzato nel trasporto di veicoli. Il biogas compresso sta diventando ampiamente utilizzato in Svezia, Svizzera e Germania. Un treno azionato da biogas, denominato Biogaståget Amanda (The Biogas Train Amanda), è in servizio in Svezia dal 2005. Il biogas alimenta le automobili. Nel 1974, un documentario britannico intitolato Sweet as a Nut descriveva il processo di produzione di biogas dal letame suino e mostrava come alimentava un motore a combustione adattato su misura. Nel 2007, si stima che 12.000 veicoli fossero alimentati con biogas potenziato in tutto il mondo, principalmente in Europa.
Biogasmax: energia di scarto per il trasporto urbano ambientale
Biogasmax è un progetto europeo del 6 ° Programma quadro per la ricerca e lo sviluppo FP6 – 6 ° programma quadro (2000-2006) della Commissione europea. Fa parte delle iniziative europee per ridurre la sua dipendenza dai combustibili fossili. Sulla base delle esperienze esistenti in Europa, promuove tecniche e risultati che dimostrano il valore dell’utilizzo del biogas come combustibile per il trasporto terrestre, basato sui depositi disponibili nelle aree urbane in Europa.
Questo progetto quadriennale dimostrerà affidabilità tecnica e benefici ambientali, sociali e finanziari. Sulla base di dimostrazioni su vasta scala, il progetto ottimizzerà i processi industriali esistenti e ne analizzerà di nuovi. Oltre al suo valore tecnico, Biogasmax ha una funzione di scouting per ridurre le barriere all’ingresso, siano esse tecniche, operative, istituzionali o normative. Le conoscenze acquisite saranno diffuse in tutta l’Unione europea, in particolare nei nuovi Stati membri.
In realtà, questo progetto non parte da una situazione vergine; i suoi membri partecipano a progetti innovativi in questo campo, alcuni a lungo. È quindi un progetto europeo di prova e non di intenzione.
Biogasmax comprende città come Lille in Francia, Stoccolma e Göteborg in Svezia, Roma in Italia, Berna in Svizzera, Torun e Zielona Gora in Polonia. Il progetto è circondato da competenze avanzate in Germania (ISET a Kassel per gli aspetti di purificazione e concentrazione di biogas, Università di Stoccarda per l’analisi del ciclo di vita del biometano), trasferimento di competenze, nonché un insieme di partner pubblici e privati nei paesi interessati: principalmente i gestori di rifiuti e di gestione dell’energia.
La maggior parte degli esperimenti di maggior successo che attualmente comportano l’uso di biogas come combustibile sono rappresentati all’interno di Biogasmax, fornendo una struttura altamente prolifica per la comunicazione e l’azione.
Biogasmax rappresenta una prospettiva delle esperienze: ogni città ha individuato la propria strategia e gli obiettivi indicati sul sito web del progetto. C’è uno scambio intenso tra i partner, che si traduce in una serie di risultati e relazioni tecniche disponibili sul web. Questa visibilità dei risultati è anche accompagnata da documenti strategici sull’evoluzione del biometano (biogas adattato alla carburazione del motore), la sua partecipazione alla considerazione dei cambiamenti climatici e l’assistenza alla sua considerazione nelle metropoli urbane. Questi scambi, fruttuosi dall’interno, si è quindi diffusa nell’intera comunità interessata, con il progredire del progetto e anche attraverso operazioni di diffusione ad hoc.
Con l’acquisizione delle migliori pratiche, i partner di Biogasmax sono in grado di federare i migliori partecipanti e di promuovere la riflessione e le azioni relative a questo approccio.
A seguito di Biogasmax, il programma delle Regioni biometriche europee promuove anche questa energia
Misurando in ambienti di biogas
Il biogas fa parte della categoria di gas umido e gas di condensazione (o aria) che include nebbia o nebbia nel flusso di gas. La nebbia o la nebbia è prevalentemente vapore acqueo che si condensa sui lati di tubi o cataste lungo tutto il flusso di gas. Gli ambienti di biogas includono digestori delle acque reflue, discariche e operazioni di alimentazione degli animali (lagune di bestiame coperte).
I misuratori di portata ad ultrasuoni sono uno dei pochi dispositivi in grado di misurare in un’atmosfera di biogas. La maggior parte dei misuratori di portata termica non è in grado di fornire dati affidabili poiché l’umidità causa letture di flusso elevate e spiking continui, sebbene siano presenti flussometri termici con immissione a punto singolo in grado di monitorare accuratamente i flussi di biogas con una caduta di pressione minima. Possono gestire variazioni di umidità che si verificano nella corrente di flusso a causa delle fluttuazioni giornaliere e stagionali della temperatura e tengono conto dell’umidità nella corrente di flusso per produrre un valore di gas secco.