Una delle fonti energetiche rinnovabili è il biogas. La sua formazione non sembra essere complicata. D'altra parte, l'uso del biogas, così come la produzione di energia con il suo aiuto, offre ottime possibilità di aumentare l'efficienza di un impianto di cogenerazione. Vale la pena vedere esattamente come viene prodotto il biogas, come appare la composizione del biogas e qual è la sua esatta applicazione.
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Biogas: cos'è e la sua composizione
Il biogas non è altro che una miscela di gas, la cui formazione è attribuita alla fermentazione anaerobica o anaerobica. Il più delle volte deriva dal settore agricolo, perché le piante, le feci animali e altri composti organici vengono decomposti. Includono anche i rifiuti biodegradabili. Si tratta quindi di un'energia rinnovabile, la cui produzione ha un effetto estremamente benefico sull'ambiente naturale. La formazione di biogas contribuisce, tra l'altro, a ridurre il numero di discariche.
La composizione del biogas comprende principalmente metano e anidride carbonica. Tuttavia, l'esatta composizione dei gas e la loro percentuale dipende dalla composizione del biogas. A tal proposito, esistono tre gruppi di substrati in base ai quali avviene la produzione di biogas. Il primo gruppo comprende i rifiuti domestici, che creano il cosiddetto gas di discarica. Questo tipo di rifiuti produce biogas, il cui componente principale è il metano (fino al 60%) e l'anidride carbonica (fino al 40%). Inoltre, i grafici mostrano vapore acqueo, azoto e ossigeno.
Una percentuale molto maggiore di metano viene prodotta a seguito della fermentazione dei rifiuti agricoli, nonché dei residui generati durante il funzionamento degli impianti di depurazione. In questi casi la produzione di metano arriva fino al 75% e quella di anidride carbonica dal 20 al 30%. Va inoltre ricordato che, a seconda dei rifiuti agricoli o di discarica, la composizione del biogas può contenere idrogeno solforato e silicati sotto forma di fanghi. Se appare del sedimento, deve essere rimosso poiché viene trattato come un'impurità.
Come viene prodotto il biogas?
Per capire come si presenta la produzione di biogas, dobbiamo tornare ai tre substrati principali che hanno un'influenza molto grande sulla composizione finale del biogas. Va tenuto presente che la produzione di biogas è un processo naturale riscontrabile in ogni discarica comunale. Tuttavia, affinché i rifiuti generino energia rinnovabile, la produzione deve avvenire in modo controllato.
Pertanto, possiamo distinguere tre tecnologie di generazione di biogas, che includono:
- Produzione di biogas agricolo - il più delle volte si trovano vicino a vaste aree con colture o allevamento di animali. La composizione del biogas è influenzata da un substrato come biomassa vegetale, liquami o rifiuti di produzione animale o vegetale (zuccherifici, macelli). La formazione di biogas agricolo, così come di fertilizzanti organici, spesso non è solo il risultato dei rifiuti agricoli. Da segnalare anche le colture speciali di piante come il mais, la barbabietola da zucchero o la barbabietola da foraggio, da cui si ricava la percentuale di metano.
- Produzione di biogas da rifiuti urbani: l'energia rinnovabile generata in questo modo, e più precisamente la sua quantità, dipende dall'esatta composizione del substrato. Purtroppo si tratta di informazioni ambigue, quindi da una discarica da 1 tonnellata è possibile ricavare da 200 a 500 m3 di biogas. L'effetto migliore sembra essere una discarica composta da rifiuti organici, o per lo più rifiuti organici.
- Produzione di biogas da impianti di trattamento delle acque reflue: in questo caso vengono utilizzati fanghi di depurazione, che si formano a seguito di tecnologie di trattamento biologico delle acque reflue. Tuttavia, a causa della composizione molto diversa del sedimento, che può essere pericoloso anche per l'uomo, dovrebbe essere sottoposto a fermentazione aerobica o anaerobica. È proprio nel caso della fermentazione senza l'utilizzo di ossigeno che si ha a che fare con la formazione del biogas. Se stai cercando altri consigli, dai un'occhiata anche tu articoli sulle fonti energetiche rinnovabili raccolti qui.
Il potere calorifico del biogas e la sua applicazione
L'energia rinnovabile sotto forma di biogas è uno dei combustibili con il più alto potere calorifico. Il potere calorifico del biogas è addirittura di 23 MJ/m3. Per confronto, il potere calorifico del carbon fossile varia da 22 a 27 MJ / m3, a seconda della sua qualità. Combustibili come paglia, pellet di legno o legna secca hanno un potere calorifico molto più basso. Di conseguenza, il biogas è un combustibile più redditizio della biomassa. Per quanto riguarda il combustibile più calorico, il potere calorifico dell'olio da riscaldamento è il più alto, poiché è superiore a 40 MJ / m3.
L'utilizzo del biogas agricolo, della discarica o della fermentazione dei fanghi di depurazione è davvero molto ampio. Grazie ad esso, è possibile generare elettricità o calore. Quando si tratta di produzione di energia elettrica, a questo scopo vengono utilizzati speciali motori a doppia alimentazione o turbine elettriche. L'utilizzo del biogas per la produzione di energia termica è invece possibile con caldaie opportunamente abbinate. Questo tipo di installazione deve essere necessariamente adattato a questo tipo di carburante.
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Il biogas, oltre al gas naturale, è ampiamente utilizzato anche negli impianti di cogenerazione. La cogenerazione è una tecnologia di produzione che produce non solo energia elettrica, ma anche calore. In processi di questo tipo c'è un'ampia applicazione di fonti energetiche rinnovabili. La cogenerazione evita la perdita di energia termica, che viene trattata come rifiuto nelle centrali elettriche tradizionali. Vale la pena aggiungere che l'elettricità viene generata in questo modo in modo molto più efficiente.
Pertanto, la cogenerazione consente la fornitura di diversi impianti con una domanda di energia termica molto elevata. Va tenuto presente che la cogenerazione è una soluzione abbastanza innovativa. Tuttavia, su scala europea, l'elettricità e il calore per effetto di questo tipo di processi rappresentano circa il 10% delle quote. Purtroppo questo tipo di installazione non è ancora disponibile per gli edifici residenziali unifamiliari.
Energie rinnovabili contro biomasse ed energia geotermica
Il biogas non è l'unico tipo di combustibile che appartiene alle fonti energetiche rinnovabili. Tuttavia, vale la pena ricordare che grazie ad esso è possibile ottenere contemporaneamente elettricità e calore. La cogenerazione sembra essere una soluzione sempre più diffusa, detta anche energia verde. Tuttavia, oltre al biogas agricolo, possiamo occuparci anche di altre fonti di energia rinnovabile. Questi includono, tra gli altri, l'energia geotermica e la biomassa.
Altre fonti di energia rinnovabile:
- Biomassa: allo stesso tempo può essere un combustibile diretto per ottenere energia termica. A tale scopo è adattato un impianto sotto forma, ad esempio, di una caldaia a pellet o di una caldaia a gassificazione. L'impianto a biomasse si distingue anche per caldaie a combustione superiore o inferiore. Inoltre, la biomassa può essere trattata anche come substrato per la produzione di biogas.
- Energia geotermica - questa è l'energia termica estratta dall'interno della terra, del suolo o dell'acqua contenuta nelle rocce. L'energia geotermica è il tipo di energia più difficile da ottenere, ma con un rendimento molto elevato. L'installazione è estremamente costosa e la possibilità della sua installazione dipende dalle condizioni geologiche e geomorfologiche. L'energia geotermica è anche un modo estremamente costoso per generare calore o elettricità a causa dei lavori di perforazione coinvolti, spesso di notevole profondità.
