Czy biogaz jest odnawialnym źródłem energii?

Czy biogaz jest odnawialnym źródłem energii? Odpowiedź brzmi: tak, biogaz to odnawialne źródło energii. Wynika to z faktu, że powstaje on podczas naturalnych procesów rozkładu materii organicznej, a wykorzystywana biomasa szybko się regeneruje i zamyka naturalny obieg węgla. W dalszej części tekstu zostanie szczegółowo omówione, czym jest biogaz, jak przebiega jego produkcja i wykorzystywanie, oraz jakie korzyści wiążą się z jego stosowaniem.

Czym jest biogaz?

Biogaz to mieszanina gazów powstająca z materii organicznej w wyniku beztlenowej fermentacji, prowadzonej przez mikroorganizmy anaerobowe. Według ustaw dotyczących odnawialnych źródeł energii, jest to gaz wytwarzany z biomasy, czyli odpadów pochodzenia zwierzęcego, roślinnego, komunalnego oraz osadów ściekowych.

Główne składniki biogazu to metan (najczęściej od 50 do nawet 70 procent objętości) oraz dwutlenek węgla (około 30-40 procent). W śladowych ilościach obecne są też siarkowodór, amoniak i wodór. Skład zależy od rodzaju wykorzystywanej biomasy oraz parametrów procesu fermentacji.

Dlaczego biogaz jest odnawialnym źródłem energii?

Biogaz uznaje się za odnawialne źródło energii z kilku istotnych powodów. Po pierwsze jego produkcja wykorzystuje biomasę pochodzącą z naturalnych, szybko odnawialnych zasobów: odpadów rolniczych, resztek spożywczych, ścieków, gnojowicy czy komunalnych bioodpadów. Po drugie fermentacja zachodzi bez użycia paliw kopalnych, a wytworzony w procesie spalania dwutlenek węgla wcześniej pochodził z atmosfery, co oznacza zerowy bilans emisji CO2 w długim okresie.

Produkcja i przetwarzanie biogazu wpisuje się w model gospodarki o obiegu zamkniętym. Odpady organiczne są skutecznie zagospodarowane, a zamknięty obieg węgla powoduje brak trwałej emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Dzięki temu biogaz realnie wspiera transformację energetyczną oraz cele klimatyczne poprzez redukcję emisji dwutlenku węgla.

Jak powstaje biogaz?

Podstawowym mechanizmem produkcji biogazu jest proces fermentacji beztlenowej. Biomasa wprowadzana jest do szczelnych fermentorów, zwanych biogazowniami, gdzie w warunkach beztlenowych pracę wykonują wyspecjalizowane mikroorganizmy anaerobowe. Rozkładają one związki organiczne, czego efektem jest uwolnienie metanu, dwutlenku węgla oraz niewielkich ilości innych gazów.

Z czego powstaje biogaz? W biogazowniach wykorzystuje się szeroką gamę surowców: gnojowicę, obornik, słomę, resztki roślinne, odpady pochodzenia komunalnego i przemysłowego, osady ściekowe. Intensywność i skład końcowego gazu zależne są od typu użytej biomasy oraz przebiegu i warunków procesu fermentacji (temperatura, pH, czas rezydencji).

W wyniku fermentacji beztlenowej otrzymuje się nie tylko biogaz, lecz także poferment, czyli pozostałości organiczne o właściwościach nawozowych.

Struktura biogazowni i oczyszczanie gazu

Typowa biogazownia wyposażona jest w komorę fermentacyjną, systemy zbierania i magazynowania biomasy, instalacje do oczyszczania biogazu, agregaty prądotwórcze lub układy kogeneracyjne, a także magazyny pofermentu. Całość stanowi zintegrowany system, który pozwala efektywnie uzyskiwać biogaz z różnych rodzajów biomasy.

Konieczne jest oczyszczanie biogazu przed jego praktycznym wykorzystaniem. Usuwa się z niego zanieczyszczenia, takie jak siarkowodór czy amoniak, które mogłyby negatywnie wpłynąć na instalacje energetyczne. Po oczyszczeniu biogaz nadaje się do bezpośredniego spalania lub sprężania do formy paliwa (bio-CNG), co umożliwia stosowanie go jako zamiennika konwencjonalnego gazu ziemnego.

Zastosowania i znaczenie biogazu

Energetyczne wykorzystanie biogazu obejmuje przede wszystkim wytwarzanie energii elektrycznej oraz ciepła w układach kogeneracyjnych. Oczyszczony biogaz znajduje też zastosowanie jako paliwo do pojazdów w postaci bio-CNG. Produkcja energii z biogazu staje się coraz bardziej popularna ze względu na konieczność redukcji emisji gazów cieplarnianych.

Biorąc pod uwagę skład chemiczny oraz możliwość przetwarzania, biogaz umożliwia efektywną utylizację odpadów i racjonalne wykorzystanie zasobów organicznych. W niektórych krajach udział biogazu pozwalałby pokryć nawet znaczący procent krajowego zapotrzebowania na paliwa samochodowe. Jego rola rośnie wraz ze wzrostem znaczenia odnawialnych źródeł energii w krajowych systemach energetycznych.

Korzyści środowiskowe i gospodarcze

Produkcja i stosowanie biogazu przyczynia się do istotnej redukcji emisji CO2. Wytwarzany w procesie spalania dwutlenek węgla odpowiada ilości tego gazu wcześniej pochłoniętego przez rośliny podczas ich wzrostu. Dzięki temu nie następuje wzrost względnego poziomu CO2 w atmosferze, co bezpośrednio wpływa na walkę ze zmianami klimatu.

Kolejną korzyścią jest racjonalizacja gospodarki odpadami. Dzięki wykorzystaniu szerokiego spektrum surowców zyskuje się możliwość ich ekologicznej utylizacji wraz z jednoczesnym odzyskiem cennej energii. Biogazownia wpływa na rozbudowę nowoczesnej gospodarki o obiegu zamkniętym, wspiera zrównoważony rozwój i przyczynia się do unowocześnienia lokalnych oraz ogólnokrajowych systemów zaopatrzenia w energię.