Drift og opførelse af et moderne biogasanlæg
Fra biomasse til vedvarende energi
Våd fermentering og tør fermentering
De to fermenteringsmetoder
Et biogasanlæg er udformet, så det giver de optimale betingelser for biogasproduktion. Biomassen opbevares i store tanke (reaktorer), hvor den gennemgår en anaerob forgæring i fravær af lys og ilt. Denne proces foregår i fire trin, hvor forskellige specialiserede bakterier trin for trin nedbryder biomassen og danner biogas.
De fire trin i processen er:
- Hydrolyse – nedbrydning af komplekse organiske forbindelser
- Acidogenese – omdannelse til organiske syrer
- Acetogenese – dannelse af eddikesyre
- Metanogenese – dannelse af metan
Biogassen består primært af metan og kuldioxid, men indeholder også mindre mængder af bl.a. svovlbrinte, kvælstof, ilt og ammoniak. Når forgæringsprocessen er afsluttet, står man tilbage med biorest – et værdifuldt gødningsprodukt, som kan anvendes i landbruget.
Dermed fuldendes det naturlige kredsløb: Biogas er en bæredygtig energikilde, der udnytter ressourcerne effektivt uden at efterlade andre brugbare biprodukter.
Biogasanlæg og biometananlæg
Det er det, der kommer ud, der betyder noget
Når man ser på de procestrin, der er beskrevet ovenfor, er der en tydelig lighed med en kos fordøjelsessystem – derfor omtales et biogasanlæg også ofte som en “betonko”. Både i biogasanlægget og i drøvtyggeres fordøjelsessystem nedbryder bakterier biomasse og omdanner den til energi.
Det, man i moderne biogasanlæg kalder substratforberedelse, svarer til koens tyggeproces. Hydrolyse finder sted i vommen, mens acidogenese og acetogenese foregår i bladmaven og løben. Den egentlige energiudnyttelse (optagelse i koens krop) sker i tynd- og tyktarmen samt blindtarmen.
En anden slående lighed ses i foderet. Ligesom køerne fodres mange biogasanlæg med vedvarende materialer som majssilage og græsensilage.
Biogasanlæggets elementer
Fornuftig udnyttelse af organisk affald
Vigtige hovedelementer i ethvert biogasanlæg er:
- Substrat / faststofindfødningssystem
- Reaktor
- Omrørere til at sikre ensartet blanding i reaktorerne
- Gaslager
- Biorestlager til opbevaring af den afgassede biomasse
- Udnyttelse af biogassen, typisk i et kraftvarmeanlæg eller mere sjældent ved opgradering og indfødning på gasnettet
Et kraftvarmeanlæg består af en gasmotor koblet til en generator, som omdanner biogassens energi til elektricitet og varme. Omrørere er nødvendige, da en ensartet blanding i reaktoren skaber de optimale betingelser for biogasproduktionen.
Formålet med et faststofindfødningssystem er at føre den faste biomasse ind i reaktoren. Ideelt sker dette med lavt energiforbrug og problemfri drift – uanset hvilken type biomasse, der anvendes.
De faststoffer, der kan anvendes i et biogasanlæg, afhænger af flere faktorer. Grundlæggende skal det organiske indhold være højt, da det alene er dette, der kan omdannes til biogas. Samtidig skal opholdstiden passe til det anvendte faststof. Opholdstid betegner den gennemsnitlige tid, biomassen befinder sig i reaktoren, indtil den ledes ud. Hvis tiden er for kort, får bakterierne ikke tilstrækkelig mulighed for at nedbryde faststofferne, og energien i biomassen udnyttes ikke fuldt ud.
Fra et teknologisk synspunkt er dette ikke et problem, men det påvirker den økonomiske drift af biogasanlægget. Energirige substrater giver heller ikke automatisk det mest økonomiske udbytte – man skal også inddrage både omkostningerne ved inputmaterialet og den reelle energi, det kan levere. Endelig kræver anvendelsen af biomasse altid myndighedsgodkendelse.
