Biogaz

Biogaz jest gazem powstającym w wyniku fermentacji beztlenowej związków pochodzenia organicznego, np. biomasy, odchodów zwierzęcych, odpadów przemysłu rolno-spożywczego, osadów ściekowych, biodegradowalnych stałych odpadów komunalnych. Używa się także celowo w tym celu hodowanych roślin energetycznych (np. kukurydza, pszenżyto, pszenica, jęczmień, rzepak, burak pastewny, burak cukrowy, ziemniak). Ponieważ biogaz powstaje samoczynnie między innymi na wysypiskach, znany jest również jako gaz wysypiskowy .

Skład biogazu

Składnik	%
Metan CH4	55-75
Dwutlenek węgla CO2	25-45
Azot N2	0-0,3
Wodór H2	1-5
Siarkowodór	0-3
Tlen O2	0,1-0,5

Biogaz może być wytwarzany celowo – dokonuje się tego w biogazowniach. Na instalacje biogazowni składa się zazwyczaj:

• układ podawania biomasy,
• komora fermentacyjnej,
• zbiornik magazynowy przefermentowanego substratu,
• zbiornik biogazu,
• agregat kogeneracyjny.

Kluczowym elementem instalacji jest komorę fermentacyjna, w której zachodzi proces fermentacji beztlenowej. Jest to proces biologiczny rozkładu substancji organicznych przeprowadzany w warunkach bez dostępu powietrza przez bakterie anaerobowe (beztlenowe). Produktem tego rozkładu są związki proste – głównie metan i dwutlenek węgla oraz niewielkie ilości wodoru, siarkowodoru, amoniaku i innych gazów śladowych. Skład biogazu i tempo jego wytwarzania zależy od składu surowca i temperatury w komorze. Zbiornik jest ogrzewany – optymalna temperatura to 35-40 ºC (fermentacja mezofilowa). W celu przyspieszenia procesu, komory posiadają urządzenia mieszające. Pozostałość pofermentacyjna może być wykorzystywana jako nawóz.

Wydajność produkcji biogazu

Substraty [1 tona]	Ilość biogazu [m3]
Gnojowica bydlęca	25
Gnojowica świńska	36
Serwatka	55
Krajanka buraczana	75
Wysłodzony browarniane	75
Wywar gorzelniany	80
Odpady zielone	110
Odpady biologiczne	120
Kiszonka kukurydzy	200
tłuszcz	800

Biogaz jest najczęściej wykorzystywany na miejscu do skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Dokonuje się tego w systemie konegeracyjnym na który składa się silnik tłokowy spalający biogaz sprzęgnięty z prądnicą synchroniczną produkującą energię elektryczną. Na skutek spalania gazu w silniku powstaje ciepło, które jest odprowadzane i wykorzystywane jako ciepło użytkowe.

Sprężony i oczyszczony biogaz może również służyć jako paliwo dla pojazdów silnikowych (jako zamiennik dla paliwa CNG – sprężonego gazu ziemnego). Może też być wprowadzony do sieci gazowniczej.

Produkcja biogazu jest przyjazna ekologicznie. W jej wyniku z odpadów odzyskiwany jest metan, który jest silnym gazem cieplarnianym i jego spalanie jest znacznie bardziej korzystne od uwolnienia do atmosfery. Spaliny są przy tym są czystsze niż powstające podczas spalania węgla czy oleju opałowego.

Wydajnośc energetyczną produkcji biogazu z jednego hektara, wynosi w przypadku kukurydzy 5 tys. m3. Szacuje się, że ze względu na postęp technologicznie wzrośnie ona do 8 tys. m3 w 2020 r. Statystycznie rocznie na jednego Polaka przypada zużycie 0,3 tys. m3. Zatem jeden hektar wystarcza do pokrycia ponad 15-krotnego zapotrzebowania na gaz ziemny w całej gospodarce (procesy przemysłowe, energetyka zawodowa, zużycie w sektorze usług, zużycie przez ludność) przypadającego na statystycznego Polaka. Z kolei na rynku paliw transportowych (samochody CNG) jeden hektar przeznaczony pod uprawę kukurydzy wystarcza obecnie do pokrycia zapotrzebowania 10 Polaków. (źródło: prof. dr hab. inż Jan Popczyk – Stabilizacja bezpieczeństwa energetycznego Polski w okresie 2008-2020)