Биогаз от инвазивни растения и отпадъци от домашни птици: чисто и ефективно решение

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 мексикански слънчоглед (Tithonia diversifolia), инвазивен вид в няколко региона на света, особено в Африка, Австралия и някои острови в Тихия океан. Въпреки че това растение е заплаха за местните видове в тези райони, изследователи в Нигерия са открили иновативен начин да го използват: производството на биогаз. Чрез смесване на птичи изпражнения с мексикански слънчогледови отпадъци, те успяха 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.

Проучвания за производството на биогаз от растителни и животински отпадъци вече са проведени в Нигерия и Китай. Ключът към тези изследвания е съвместно храносмилане, тоест използването на различни видове отпадъци за максимизиране на производството на биогаз. В този случай проучвания, проведени от Landmark University и Covenant University в Нигерия, публикувани в списанието Енергия и горива, потвърждават, че мексиканският слънчоглед има голям потенциал за генериране на биогаз, когато се комбинира с птичи тор и е подложен на предварителна обработка.

Възползването от тази комбинация има двойна полза, защото помага за управлението на отпадъците от птицефермите и спира разпространението на растение, считано за инвазивно в много части на света. Според експерти, Мексиканският слънчоглед измества местните видове и засяга защитени природни територии, което представлява сериозна заплаха за биоразнообразието на чувствителните региони.

Предварителна обработка: Ключ към подобряване на ефективността

Съвместното смилане на органични отпадъци не е нов процес, но най-новите проучвания показват, че използването на термо-алкална предварителна обработка преди анаеробното смилане значително подобрява добива на биогаз. Тази предварителна обработка се състои в подлагане на отпадъците на високи температури и специфични условия на алкалност, което улеснява разграждането на сложни органични материали и увеличава количеството произведен метан, основният компонент на биогаза.

Проучването в Нигерия заключава, че производителността на биогаза се подобрява с до 54,44% благодарение на използването на това третиране в сравнение с отпадъците, които не са преминали през същия процес. Това означава, че количеството получена енергия е значително по-голямо, когато е използвана предварителна обработка, нещо, което е от съществено значение, ако искаме да оптимизираме използването на тези ресурси за генериране на енергия с нисък въглероден отпечатък.

За да се получат тези резултати, беше извършен енергиен баланс, за да се определи дали енергията, инвестирана в процеса, е по-малка от енергията, получена в края му. Данните показаха a положителен енергиен баланс, което означава, че процедурата е изгодна. Възстановената енергия далеч 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

Лос отпадъци от домашни птици Те играят съществена роля в производството на биогаз, когато се комбинират с растения като мексиканския слънчоглед. Важно е обаче да запомните, че тези изпражнения съдържат хранителни вещества, които, ако не се управляват правилно, могат да бъдат вредни за околната среда. Сред тези замърсители са хормони, антибиотици, тежки метали и хранителни вещества които могат да проникнат 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 също така предлага изгодно и устойчиво решение за производство на енергия. Но едно от най-важните открития е, че докато птичият изпражнения сам по себе си не е печеливш, комбинацията му с растителна материя, подобно на мексиканския слънчоглед, значително увеличава своята доходност.

Въздействието на инвазивните растения в други региони

Използването на инвазивни растения за производство на биогаз не е уникално за Нигерия. В други страни като Мексико и Тайван също се проучват начини за използване на различни инвазивни видове за генериране на биогорива. Пример е камалот или воден зюмбюл (воден хиацинт), друг инвазивен вид, който расте бързо във водни тела. Този вид растения се използват за производство биометан y етанол, предлагайки локално и устойчиво решение на глобален проблем.

Използването на инвазивни растения представлява уникална възможност за справяне с проблем със замърсяването на растенията и в същото време генерира чиста енергия. Тези растения могат да растат без необходимост от 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 беше инсталирана инсталация за биогаз, се наблюдава намаляване на населението поради инсталирането на тези макроферми, което показва, че въпреки че технологията за биогаз е ефективна, социалните и икономическите въздействия също трябва да бъдат взети под внимание.

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.