Днес има много начини за генериране на енергия от всякакъв вид отпадъци. Използването на отпадъци като ресурси за генериране на енергия е добър метод за спестяване на суровини и намаляване на зависимостта от изкопаеми горива, които представляват сериозен екологичен проблем поради емисиите на въглероден диоксид.
Пример за това е мексиканският слънчоглед ( Tithonia diversifolia ), инвазивен вид в няколко региона на света, особено в Африка, Австралия и някои тихоокеански острови. Въпреки че това растение представлява заплаха за местните видове в тези райони, изследователи в Нигерия са открили иновативен начин за неговото използване: производство на биогаз. Чрез смесване на птичи тор с отпадъци от мексикански слънчоглед, те са успели да подобрят ефективността на произведения биогаз.
Генерирайте биогаз и подобрете ефективността
Производството на биогаз от птичи изпражнения и мексикански слънчоглед е голямо предимство. От една страна се използват отпадъци от птицеферми, като се намалява генерираното от тях замърсяване. От друга страна се атакува важен екологичен проблем: контролът на инвазивни видове като мексиканския слънчоглед, който измества местната флора.
В Нигерия и Китай вече са провеждани проучвания върху производството на биогаз от растителни и животински отпадъци. Ключът към тези проучвания е ко-дигестията , т.е. използването на различни видове отпадъци за максимизиране на производството на биогаз. В този случай проучвания, проведени от университета Landmark и Covenant в Нигерия, публикувани в списание Energy & Fuels , потвърждават, че мексиканският слънчоглед има голям потенциал за генериране на биогаз, когато се комбинира с птичи тор и се подложи на предварителна обработка.
Възползването от тази комбинация предлага двойна полза, защото помага за управлението на отпадъците от птицефермите и ограничава разпространението на растение, считано за инвазивно в много части на света. Според експерти, мексиканският слънчоглед измества местните видове и засяга защитените природни зони , представлявайки сериозна заплаха за биоразнообразието на чувствителните региони.
Предварителна обработка: Ключ към подобряване на ефективността
Съвместното разграждане на органични отпадъци не е нов процес, но последните проучвания показват, че използването на термоалкална предварителна обработка преди анаеробно разграждане значително подобрява добива на биогаз. Тази предварителна обработка включва подлагане на отпадъците на високи температури и специфични алкални условия, което улеснява разграждането на сложни органични материали и увеличава количеството произведен метан, основният компонент на биогаза.
Проучването в Нигерия заключи, че добивът на биогаз се е подобрил с до 54,44% благодарение на тази обработка в сравнение с отпадъците, които не са преминали през същия процес. С други думи, количеството получена енергия е значително по-голямо при предварителна обработка, което е от решаващо значение за оптимизиране на използването на тези ресурси за производство на нисковъглеродна енергия.
За да се получат тези резултати, беше извършен енергиен баланс, за да се определи дали инвестираната в процеса енергия е по-малка от получената в края енергия. Данните показаха положителен енергиен баланс , което означава, че процедурата е рентабилна. Възстановената енергия значително надвишава енергията, използвана при предварителната обработка, както под формата на топлинна, така и на електрическа енергия.
Значението на отпадъците от домашни птици в производството на биогаз
Птичите отпадъци играят съществена роля в производството на биогаз, когато се комбинират с растения като мексиканския слънчоглед. Важно е обаче да се помни, че тези отпадъци съдържат хранителни вещества, които, ако не се управляват правилно, могат да бъдат вредни за околната среда. Тези замърсители включват хормони, антибиотици, тежки метали и хранителни вещества, които могат да се просмучат в почвата и водните източници, причинявайки проблеми със замърсяването.
Използването на този вид отпадъци за генериране на биогаз не само решава проблема с натрупването му, но и предлага рентабилно и устойчиво решение за производство на енергия. Едно от най-важните открития обаче е, че макар птичият тор сам по себе си да не е печеливш, комбинирането му с растителна маса , като например мексикански слънчоглед, значително увеличава неговата рентабилност.
Въздействието на инвазивните растения в други региони
Използването на инвазивни растения за производство на биогаз не е уникално само за Нигерия. В други страни, като Мексико и Тайван, също се провеждат изследвания за начини за използване на различни инвазивни видове за генериране на биогорива. Един пример е водният зюмбюл ( Eichhornia crassipes ), друг инвазивен вид, който расте бързо във водни басейни. Този вид растение се използва за производство на биометан и етанол , предлагайки локално и устойчиво решение на глобален проблем.
Използването на инвазивни растения представлява уникална възможност за справяне с проблема със замърсяването на растенията, като същевременно се генерира чиста енергия. Тези растения могат да растат без интензивно управление, което ги прави достъпен и изобилен източник на биомаса.
Други примери за съвместно смилане: Фабрични ферми в Европа
В Европа, особено в Испания, са реализирани различни проекти за биогаз, използващи отпадъци от промишлени ферми. В региони като Кастилия-Ла Манча, където замърсяването на водоносни хоризонти от тор е нарастващ проблем, инсталациите за биогаз се използват за намаляване на въздействието върху околната среда. Повечето от тези заводи обаче продължават да се сблъскват с предизвикателства, като необходимостта от внос на отпадъци от други региони и високите разходи за транспортиране на органични отпадъци.
Въпреки тези предизвикателства, биогазът се оказа жизнеспособно решение за управлението на тор и други отпадъци от интензивно животновъдство, които иначе биха били силно замърсяващи.
В общини като Балса де Вес , където преди повече от десетилетие е инсталирана биогазова инсталация, се наблюдава намаляване на населението поради инсталирането на тези макроферми, което показва, че въпреки че технологията за биогаз е ефективна, трябва да се вземат предвид и социалните и икономическите последици.
Ключови фактори за ефективно производство на биогаз
Успехът на производството на биогаз зависи от няколко фактора:
- Управление на отпадъците: Гарантиране на постоянен поток от суровини.
- Предварителна обработка: Анаеробното смилане се подобрява значително, когато се извършват ефективни предварителни обработки.
- Енергиен баланс: От решаващо значение е да се постигне положителен енергиен баланс, за да се гарантира рентабилността на проекта.
- Намаляване на въздействието върху околната среда: Включете практики, които минимизират емисиите на парникови газове и замърсителите.
В крайна сметка, съвместното смилане на растителни и животински отпадъци е рентабилно, екологично и ефикасно решение за производство на биогаз. Тъй като повече проучвания като тези, проведени в Нигерия и Китай, продължават да демонстрират неговата осъществимост, този подход вероятно ще се разшири и в други региони с подобни проблеми.
В глобален контекст, където смекчаването на изменението на климата е приоритет, биогазът предлага устойчива алтернатива на изкопаемите горива, като същевременно решава други критични екологични проблеми като управлението на инвазивни видове.