Zacznijmy zatem od wyjaśnienia czym jest wytwarzany w różnych biogazowniach biogaz.
– Biogaz to mieszanina metanu i dwutlenku węgla, która powstaje w czasie beztlenowej fermentacji metanowej z materiału organicznego – definiuje dr inż. Agnieszka Wysocka-Czubaszek z Katedry Inżynierii Rolno-Spożywczej i Kształtowania Środowiska na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej. – Swoim składem jest trochę podobny do gazu ziemnego, z tym że gaz ziemny zawiera znacznie więcej metanu. Biogaz to około 50-55% metanu, dlatego też szukamy zawsze substratów, które produkują dużo biogazu z wysoką zawartością metanu.
Biogaz można przede wszystkim wykorzystać do produkcji prądu, a dodatkowo ciepła. Bardzo wartościowymi okazują się również odpady z produkcji biogazu!
– Najpierw musimy biogaz trochę oczyścić, a potem doprowadzić do silnika kogeneracyjnego który daje nam te możliwości – objaśnia dr inż. Wysocka-Czubaszek. – Dodatkowym produktem w czasie wytwarzania biogazu jest poferment, czyli pozostała część materiału, która niecała przecież przefermentowała, ale jest to świetny nawóz – bardzo wartościowy, z dużą zawartością azotu w formie jonów amonowych, czyli tych najlepszych, które nie będą szybko wymywane z gleby, a jednocześnie są łatwo przyswajalne dla roślin. Poferment ma też sporo węgla. Niecały węgiel zmieni się w metan w związku z tym jest to bardzo wartościowy organiczny nawóz, który warto stosować na polach.
Naukowcy w Politechnice Białostockiej pracują przede wszystkim nad biogazem pozyskiwanym z odpadów.
– Oczywiście bardzo popularna jest kiszonka z kukurydzy, ale to nie jest to odpad – podkreśla dr inż. Wysocka-Czubaszek. – Konkurencja o powierzchnię Ziemi, która będzie przeznaczona na paszę i żywność, a która na produkcję energii, nie powinna mieć miejsca. Z odpadami też musimy coś zrobić, jesteśmy do tego zobligowani, dlatego poszukujemy rozwiązań dla odpadów, które są trudniejsze w utylizacji – chociażby trawy z koszenia miejskich trawników. Oczywiście można je skompostować – to jest bardzo dobry sposób, ale czy nie lepiej najpierw mieć prąd i ciepło, a potem nawóz, a nie sam nawóz?
Biogazownia vs kompostowanie
Dr inż. Wysocka-Czubaszek przypomina, że kompostowanie to nie jest proces zeroemisyjny. Musimy dostarczyć energię, żeby kompost wytworzyć, a i samo kompostowanie też powoduje emisję gazów cieplarnianych. Biogazownia ma trochę więcej zalet niż samo kompostowanie.
– Drugi taki materiał roślinny, który badamy, uzyskujemy z koszenia bagien – tam gdzie musimy to robić w ramach ochrony czynnej – kontynuuje naukowczyni z Katedry Inżynierii Rolno-Spożywczej i Kształtowania Środowiska na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej. – Materiały lignocelulozowe są trudniejsze, jeżeli chodzi o fermentację metanową, one się gorzej rozkładają, w związku z czym produkcja metanu nie jest tak duża, jak byśmy chcieli. Poszukujemy jednak takiej współfermentacji, czyli łączymy różne substraty, które razem rzeczywiście produkują spore ilości metanu.
Mamy dwa rodzaje technologii pozyskiwania biogazu – fermentację mokrą, gdzie suchej masy mamy do około 10% – to jest bardzo niedużo, to jest taka płynna pulpa albo też fermentację suchą, gdzie tej suchej masy jest 30-40%. Próbujemy wykorzystać obie metody i sprawdzić, która jest bardziej wydajna jeśli chodzi o ilość biogazu i ilość metanu.
Badania biogazu prowadzone są w Katedrze Inżynierii Rolno-Spożywczej i Kształtowania Środowiska.
– Nasi studenci na kilku kierunkach takich jak inżynieria rolno-spożywcza czy biotechnologia mają zajęcia praktyczne właśnie z badań nad biogazem – informuje dr inż. Wysocka-Czubaszek. – Przeprowadzają obliczenia, które są potrzebne do projektowania biogazowni czyli na przykład ilość materiału, która jest potrzebna do uzyskania odpowiedniej ilości energii. W tej chwili to bardzo nośny temat – studenci są bardzo zainteresowani, dopytują się, zainteresowani są również pisaniem prac dyplomowych na ten temat, więc w przyszłości być może któryś z naszych absolwentów będzie mógł się pochwalić taką biogazownią.
Gdzie i jaka biogazownia sprawdzi się najlepiej?
– Dobrym pomysłem są nieduże biogazownie rolnicze – jedna na kilka gospodarstw – tam, gdzie jest surowiec – podpowiada dr inż. Agnieszka Wysocka-Czubaszek. – Biogazownia powinna być w tym miejscu, gdzie mamy zapewniony do niej substrat i wtedy to ma sens. Wtedy też łatwo jest wykorzystać poferment jako nawóz. Mały obieg zamknięty jest tutaj najlepszym rozwiązaniem.
Do tych małych biogazowni powinno trafiać to, co w gospodarstwie jest produktem ubocznym, odpadem – chociażby obornik, gnojowica. To są nawozy naturalne, które stosowane są na polu, ale może w międzyczasie wyprodukujmy najpierw energię, a potem wywieźmy to na pole jako bardzo dobry nawóz.
Jeśli ktoś chciałby wiedzieć więcej o biogazowniach może szukać ekspertów w Katedrze Inżynierii Rolno-Spożywczej i Kształtowania Środowiska na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej.
(jd)
- adiunkt w Katedrze Inżynierii Rolno-Spożywczej i Kształtowania Środowiska na Wydziale Budownictwa i Nauk o Środowisku
- autorka ponad 50 prac naukowych
- wykonawca w krajowych i międzynarodowych projektach badawczych
- badania uzysku metanu z odpadów lignocelulozowych w technologii fermentacji mokrej i suchej
- badania uzysku metanu w trakcie współfermentacji różnych substratów lignocelulozowych i materiałów odpadowych
- ocena emisji gazów cieplarnianych z rolnictwa
- przemiany azotu i węgla w glebach nawożonych pofermentem z produkcji biogazu z różnych substratów (badania przemian w różnych warunkach termicznych i wilgotnościowych)
