Nowe badanie przedstawia potencjał biogazu z obornika zwierzęcego

Wyobraź sobie gospodarstwo, gdzie wysokie stosy odpadów zwierzęcych nie są już obciążeniem dla środowiska, ale stałym źródłem czystej energii. Ta wizja jest osiągalna dzięki produkcji biogazu, gdzie obornik zwierzęcy jest przekształcany w odnawialne paliwo poprzez fermentację beztlenową. Dokładne oszacowanie wydajności biogazu jest niezbędne do optymalizacji tego procesu i uwolnienia jego pełnego potencjału.

Wydajność biogazu nie jest wartością stałą, ale znacznie się różni w zależności od wielu powiązanych ze sobą czynników:

• Gatunek zwierzęcia: Obornik bydła, drobiu i trzody chlewnej ma odmienne składy organiczne, które wpływają na potencjał metanowy.
• Skład paszy: Diety wysokobiałkowe skutkują obornikiem bogatym w azot, o innych właściwościach trawiennych niż pasza bogata w błonnik.
• Gospodarowanie obornikiem: Metody zbierania (zgarnianie vs. spłukiwanie) i warunki przechowywania wpływają na zawartość ciał stałych lotnych.
• Parametry fermentora: Temperatura (mezofilna vs. termofilna), czas retencji, równowaga pH i wydajność mieszania krytycznie wpływają na aktywność mikrobiologiczną.

Naukowcy stosują kilka podejść do przewidywania wydajności biogazu:

Modele empiryczne wykorzystują uproszczone obliczenia oparte na wskaźnikach produkcji obornika i ustalonych współczynnikach konwersji biogazu na jednostkę zwierzęcą. Chociaż praktyczne w planowaniu na skalę gospodarstwa, mogą one pomijać warunki specyficzne dla danego miejsca.

Modele teoretyczne stosują bilanse chemicznego zapotrzebowania na tlen (COD) lub równania stechiometryczne do przewidywania maksymalnej możliwej generacji metanu z degradacji materii organicznej.

Testy laboratoryjne poprzez eksperymenty wsadowe lub ciągłe fermentacji beztlenowej zapewniają najdokładniejszą ocenę dla określonych rodzajów obornika, mierząc rzeczywistą objętość biogazu i zawartość metanu w kontrolowanych warunkach.

Oprócz wytwarzania energii, systemy biogazowe rozwiązują wiele wyzwań związanych ze zrównoważonym rozwojem:

• Redukuje emisję gazów cieplarnianych, zapobiegając uwalnianiu metanu z tradycyjnego przechowywania obornika
• Wytwarza bogaty w składniki odżywcze digestat, który może zastąpić nawozy syntetyczne
• Zapewnia zdecentralizowane rozwiązania energetyczne dla społeczności wiejskich

Precyzyjne szacowanie biogazu umożliwia właściwe wymiarowanie systemów fermentacji, zapewniając rentowność ekonomiczną przy jednoczesnym maksymalizowaniu produkcji energii odnawialnej ze strumieni odpadów rolniczych.