Biogazul de ferma, in loc sa afecteze stratul de ozon, a devenit din ani ’70 o sursa alternativa de energie. Datorita noilor norme in materie de autoproductie, a recunoasterii valorii ambientale a surselor alternative si a unei tehnologii de acum omologata, astazi este posibil sa se produca biogaz plecand de la dejectiile
zootehnice pentru generarea de caldura si de electricitate in conditii avantajoase.
Text de Alex Bara
Cogenerarea se poate integra in mod convenabil in instalatiile fer mei zootehnice, in special pentru solutionarea celor mai presante res trictii normative in materie de eliminare a dejectiilor.
Cum?
Digestia anaeroba este un proces biologic complex, prin intermediul caruia, in absenta oxigenului si in mediu umed, substanta organica este transformata in biogaz (sau gaz biologic), constituit in principal din metan si anhidrida carbonica. Biogazul este, practic, un amestec de gaze combustibile. Procentul de metan din biogaz este componentul de baza si variaza in functie de tipul de substanta organica digerata si de con di tiile de proces, de la un minim de 50% pana la 80%.
Timpii de proces sunt relativ lungi in comparatie cu alte procese biologice. Totusi, avantajul procesului este ca materia organica complexa este transformata in metan si anhidride carbonice, producand astfel o sursa alternativa de ener gie, sub forma de gaz combustibil de o inalta putere calorica si cu emisii reduse.
Ambientul de reactie, definit de obicei digestor, permite cresterea simultana a tuturor microorganismelor la care pH-ul optim este in jur de 7/7,5, iar temperatura optima in jur de 35 ºC, daca se utilizeaza bacterii mezofile, sau in jur de 55 ºC, daca se utilizeaza bacterii termofile.
Biodegradabilitatea complexa a dejectiilor ana lizata la nivelul bazinului de colectare a canalizarilor poate varia intre 60% si 80%, in functie fie de varsta dejectiei sau de tipul de alimentatie. O clasificare aproximativa arata ca estimarea cantitatilor de biogaz productibile prin fermentare anaeroba, plecand de la diferite materiale reziduale organice, are un randament de 200-500 biogaz m3/t substanta organica la dejectii lichide/solide din zootehnie. Prin comparatie, cocenii de porumb au randament de biogaz 300-700 m3/t substanta organica.
Se pot atinge niveluri de transformare a substant ei organice in gaz biologic variabile intre 70%-90% din biodegradabilitatea maxima in functie de starea dejectiilor.
Practic, factorii nerecomandati sunt temperaturile joase, timpii de retentie hidraulica prea scurti, formarea de zone moarte intre intrare si iesire sau in prezenta substantelor inhibante, antibiotice in concentratii ridicate. De asemenea, pentru a obtine o productie optima de biogaz este fundamental ca dejectiile produse sa ajunga "proaspete" la digestor.
Cui ii este indicat: in mod deosebit crescatoriilor de dimensiuni medii si mari care intentioneaza sa produca energie cu scopul de a o utiliza aproape in totalitate pentru nevoile directe si doar in cazul unui eventual surplus pentru a ceda cestionarului de retea. Crescatorii sunt oricum constransi la reducerea impactului ambiental indus de propria activitate zootehnica, prin flotatie si depurare biologica a resturilor destinate deversarii in partile hidrice superficiale.
De aceea, nu este de mirare ca Bruxelles-ul considera ca folosirea biogazului in principal pentru producerea de electricitate si energie termica ar putea contribui in mod semnificativ la realizarea obiectivului obligatoriu de a obtine, pana in 2020, o pondere de 20% a energiei regenerabile din consumul total de energie al UE.
Avantaje evidente
Metanul se intrebuinteaza ca agent energetic, fiind un combustibil superior carbunelui si chiar al unor produse petroliere prin puterea calorica mai mare, cheltuieli de exploatare si transport mai reduse.
Productie de energie: tratamentul anaerob in conditii controlate duce la degradarea substantei organice si la producerea de biogaz. Cogenerarea de energie electrica si caldura prin ardere de biogaz se dovedeste a fi economic avantajoasa fie pentru autoconsumul fermei, fie pentru o cesiune a tertilor.
Biogazul se poate folosi pentru autoconsum in alimentarea echipamentelor agricole, uscatorul de grau/fan, instalatiei pentru tratarea apelor reziduale etc.
Metanul poate fi utilizat la obtinerea hidrogenului prin descompunere.
Eliminarea mirosurilor si a emisiilor (NH3 si CH4): substantele rau mirositoare care eventual se formeaza in timpul procesului (acid sulfhidric, mercaptani, amoniac) sunt puse in miscare cu biogazul la ardere.
Stabilizarea dejectiilor: eliminarea incarcaturii organice care contine carbon obtinut din digestia anaeroba confera dejectiilor o stabilitate suficienta, chiar si in perioadele ulterioare de stocaj, diminuand astfel si productia de compusi urat mirositori.
Reducerea incarcaturii patogene: digestia anaeroba reduce partial eventuala incarcatura patogena prezenta in dejectiile lichide. Operand in termofilie – fermentare anaeroba – este posibil sa se obtina completa igienizare a dejectiilor cu completa distrugere de patogeni, reducerea emisiilor de miros, reducerea continutului de azot si fosfor.
Deseurile digerate pot fi utilizate ca ingrasamant.
Metoda pentru combaterea preturilor tot mai mari ale petrolului si gazelor naturale.
Emiterea acordului integrat de mediu in conditii facile.
Regim de lucru: 365 zile/an, 7 zile/saptamana, 24 ore/zi (flux continuu).
Emisiile de la ferma ce pot fi anihilate sau reduse:
– emisii din halele de crestere ce contin CO, SO2, NOx, pulberi, NH3, hidrocarburi, evacuate prin intermediul sistemelor de ventilatie;
– emisii de gaze arse de la functionarea centralei termice pe baza de combustibil solid (lemne), pentru incalzirea pavilionului administrativ, incalzirea halei;
– emisii de joasa inaltime din zona platformei de depozitare dejectii, ce contin CH4, H2S, CO2, NH3;
– emisii de la gazele de esapament rezultate de la mijloacele auto din dotarea societatii;
– emisiile de CO2 si NH3 determinate de fermentare aeroba;
– deseuri valorificabile: dejectii uscate, namol provenit de la curatarea bazinelor vidanjabile, a canalizarilor;
Exemplu: daca capacitatea de productie proiectata este de 10.000 capete porci/an, cantitatea de energie electrica necesara este de 1.500 kWh, iar cantitatea de dejectii produsa este de minim 11.500 t/an.
UE si noi
Luxemburg: dispune de o subventie de 60% din costul investitiei si cu potential de castig 0,10 euro/kWh pentru energia vanduta in retea.
Belgia: potential de castig pentru energia vanduta in retea de 0,07 euro/kWh, la care se adauga un bonus de 0,05 euro pentru kWh termic cedat pentru teleincalzire.
Franta: energia introdusa in retea este retribuita cu doar 0,05 euro/kWh, determinat de slabul interes al sectorului agricol;
Olanda: energia introdusa in retea are o valoare de 0,08 euro/kWh;
Germania: tara europeana in care digestia anaeroba a avut cel mai mare impuls datorita subventiilor care pleaca de la minimum 25% din costul investitiei si preturi pentru energia electrica din biogaz garantate pe o perioada de 20 de ani.
Practic, nu este greu sa intelegem ca biogazul este o resursa energetica vitala, care contribuie la dezvoltarea durabila a economiei, a agriculturii si a mediului rural si la protectia mediului.
