Najczęściej pod pojęciem biogazu rozumiemy palny gaz, który powstaje w procesie beztlenowego (anaerobowego) rozkładu biomasy, czyli biodegradowalnych substancji. W naturze wytwarza się samoczynnie między innymi na bagnach. Z perspektywy człowieka biogaz jest ekologicznym paliwem, które może przynajmniej częściowo zastąpić gaz ziemny albo służyć do wytwarzania ciepła i energii elektrycznej.
Instalacje służące do produkcji biogazu noszą nazwę biogazowni.
Proces wytwarzania tego paliwa pozwala zagospodarować szereg uciążliwych odpadów (ścieki, gnojowica, biodegradowalne odpady komunalne, odpady z przemysłu rolno-spożywczego). Ich składowanie na wysypiskach powoduje bowiem powstawanie tzw. gazu wysypiskowego (składowiskowego), którego odzyskanie jest dużo trudniejsze (choć też technicznie możliwe — w Polsce już funkcjonują tego typu instalacje).
Powyższe zdjęcie przedstawia biogazownię w miejscowości Siedliszczki, gmina Piaski, w województwie lubelskim. Uruchomiona została ona w październiku 2011 roku, osiąga moc elektryczną 0,99 MW. Składa się z dwóch zbiorników fermentacyjnych, jednego zbiornika pofermentacyjnego oraz modułu kogeneracyjnego. Wsadem do produkcji biogazu jest biomasa, ale także odpady z pobliskiej mleczarni, która jednocześnie jest głównym odbiorcą ciepła wytwarzanego w instalacji. Koszt jej budowy wyniósł ok. 15 mln zł.
Skład biogazu
Podstawowym składnikiem biogazu jest metan (CH4), którego w biogazie znajduje się aż 50-75%. Pozostałe składniki to m.in. dwutlenek węgla (CO2, 25-50%), azot N2 (do 10%), siarkowodór H2S (do 3%), wodór H2 (do 1%) oraz tlen O2 (do 0,5%). Pod wieloma względami można z tego względu uznać biogaz za paliwo podobne do gazu ziemnego, choć o mniejszej wartości opałowej (rzędu 17-27 MJ/m3n).
Warto w tym miejscu zaznaczyć, że metan jest bardzo istotnym gazem cieplarnianym. Patrząc w perspektywie 25 lat jego potencjał tworzenia efektu cieplarnianego jest 72 razy wyższy niż dla dwutlenku węgla. Z tego względu korzystne jest prowadzenie fermentacji beztlenowej odpadów biogazowniach, a nie pozwalanie, by działo się to samoczynnie na wysypiskach.
Produkcja biogazu
Biogaz wytwarzany jest przez mikroby w procesie niezbyt fortunnie nazwanym fermentacją metanową. Zachodzi on w warunkach beztlenowych, obecność tlenu powoduje bowiem powstawanie kompostu i dwutlenku węgla.
Produkcja biogazu i wytworzenie z nich dającego się łatwo zagospodarować paliwa gazowego pozwala na zagospodarowanie odpadów i wytwarzanie ciepła oraz energii elektrycznej. Sam biogaz nie musi być jednak spalany w całości w biogazowni, można go bowiem oczyścić i wykorzystać jako substytut gazu ziemnego w sieci.
Jest taka stara rolnicza zasada: to co się z pola zabiera to w następnym roku trzeba oddać. Biogazownia może to zrobić. Poprzez przetworzenie bioodpadów może do gleby zwrócić biomasę, nawozy, wodę. Może też produkować ciepło, energię, elektryczną i paliwa. Ostatnio dużo się mówi o tym, że powinna dostarczać gaz bezpośrednio do sieci.
Dr Jerzy Kozyra z Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – PINB w Puławach. Źródło: dziennikwschodni.pl
Jak słusznie zauważa dr Kozyra, biogazownia wytwarza również nawozy — w tym charakterze mogą zostać bowiem wykorzystane resztki pofermentacyjne.
Ten artykuł został opublikowany tutaj po raz pierwszy 12 lat temu. Powyżej jest jego zaktualizowana wersja.
Wyliczylem, ze zeby wytworzyc ilosc biogazu wystaczajaca do ugotownia obiadu i sparzenia paru dzbankow herbaty dziennie – 1/3 m^3 – wystarczy 20 kg odpadow kuchennych miesiecznie!
Jak by zrobic prosta wytwornice (z beczki) to moze to byc swietna alternatywa, dla tych co kupuja propan-butan w butlach do gotowania!
Też tak myślę. Tematem prostej biogazowni zajmę się niedługo, najpóźniej na wiosnę. 🙂
Marek napisał:
„” Jak by zrobic prosta wytwornice (z beczki) to moze to byc swietna alternatywa, dla tych co kupuja propan-butan w butlach do gotowania! „”
Jak można zrobić taką wytwornicę?
biogaz to takze siarkowodor i amoniak (sa trujace), zagrozenie stwarzaja rowniez bakterie (coli, salmonella) ktore w naturalnych warunkach świetnie sie czuja i mnożą w odpadach. instalacja do usuwania siarkowodoru i amoniaku i specjalne bakterie termofilne zyjace w 70 st okresowosc prowadzonego procesu , pomiary i utrzymywanie pH i zawartosci kationow (podstawowych) w rownowadze, szczelna instalacja wykonana z odpowiednich materiałow bez uzycia smarow, plastikow ktore metan rozpuszcza – to rzeczy niezbedne dla bezpiecznego wytwarzania tego ciezszego od powietrza gromadzacego sie w zaglebieniach palnego a w odpowiednim stezeniu wybuchowego – eeeeehhhhhhhhhh biogazu 🙂
instalacje i urzadzenia niezbedne do prowadzenia procesu nawet w mini wersji sa warte wiecej niz dobrej klasy auto 🙂 jesli ktos ma 20kg odpadow i chce zrobic biogazownie musi byc prawdziwym bogatym fascynatem przetwarzania biomasy 🙂 chyle czoła
Gdyby to rzeczywiście było takie skomplikowane, Chińczycy nie zbudowaliby kilku milionów takich prostych przydomowych biogazowni. 😉 A tymczasem są i działają. Oni nie martwią się bakteriami termofilnymi, bo wystarczają im te żyjące w niższych temperaturach. No i nie przejmują się pH czy równowagą kationów a jedynie stosunkiem azotu do węgla we wsadzie.
milionow mi nie trzeba, pokaz mi jedna taka chińską biogazownie 🙂 bo byc moze i Tobie Drogi Krzysztofie w zupelnosci wystarcza bakterie zyjace w nizszych temp. dokladniej (psychrofilowe), o reszcie parametrow nie wspomne.
Maćku, na temat chińskich biogazowni wiem tyle, co wyczytałem, bo przecież żadnej nie widziałem na oczy. Mogę Ci co najwyżej pokazać jakiś skan z książki albo artykuł z internetu, ale pewnie masz dostęp do znacznie lepszych źródeł, niż ja. 🙂
myslalem ze moze masz jakiegos linka. w niektorych prowincjach Chin mysle ze moze byc poprostu znacznie cieplej niz w Polsce
Wiem ze psychrofilowe bakterie (takie co sa np na wysypisku) albo wogole przetwarzaja biomase w 10-15 st maja taka wydajnosc przez 7 lat jak mezofilowe (temp 35st) w 2 tyg 🙂 w teorii. a w praktyce np (rozklad biomasy na wysypisku) to okres rzedu 20 lat.
Chcialem kiedys zrobic o tym strone, to ciekawy temat tylko chyba zainteresowanie male… moze przez takich jak ja co studza zapedy mlodych zdolnych pasjonatow, poprostu przeczytalem i az mnie coś zabolało chcialem tylko powiedziec zeby z tym uwazac bo przy nieostroznym zachowaniu to naprawde moze byc niebezpieczne
Mała przydomowa biogazownia-może zapewnić samowystarczalność energetyczną domu jednorodzinnego , a nawet kilkku.Ciekawy prototyp powstał w Szewni k.Zamościa , podobno sprawnością i wydajnością przewyższa do dziś stosowane biogazownie. Autorzy : Usidus,Kryłowicz,Chrzanowski.Sam jestem zainteresowany ,ale szczegułów technicznych i finansowych nie znamm.
temat biogazowni bardzo mnie interesuje i planuje prostą zrobić u siebie na działce. Parę lat temu pisałem pracę inżynierską na temat pozyskiwania biogazu ze składowisk odpadów – ciekawe jest to, że Duńczykom się opłaca odgazowywanie naszych składowisk a nam jakoś nie bardzo….
Maćku, jeśli chodzi o niebezpieczeństwo wybuchu biogazu, rzeczywiście jest duże – jednak nie zalega on na ziemi tylko unosi się do góry bo metan jego główny składnik jest lżejszy od powietrza.
pozdrawiam wszystkich zwolenników wykorzystania energii odnawialnej.
biogaz to nie metan 🙂 to (w duzym uproszczeniu) metan i dwutlenek wegla, ch4 i co2
tlen z co2 i wodor z ch4 tworza wiazania wodorowe (jeszcze odrobinka h2o dla scislosci) .Takie grupy snujacych sie po ziemi czastek juz nie raz byly przyczyna pozaru wysypiska smieci. Czynnikiem decydujacym o ich istnieniu jest temperatura przy fermentacji mezofilnej (wspomaganej cieplem 35st) takie czastki by nie powstaly i bylo by jak mowisz metan z biogazu ucieklby do gory. W przydomowych oczyszczalniach (zimnych) niestety wystepuja i zagrozenie pozarem/wybuchem rowniez.
Zachecam jednak do probowania sprawdzajcie tylko zawory to one zazwyczaj, zarte przez siarkoworor, puszczaja
niewiem czy komus sie to przyda ale skoro jestesmy przy domowych sposobach jest jeden domowy sposob na zredukowanie sily ewentualnego wybuchu a mianowicie umieszczenie zbiornika biogazu na (czyms co ma kola i jezdzi) przyczepa/wozek i umieszczenie zaworu z przodu lub tylu w razie wybuchuchu czesc sily zostanie pochlonieta na rzecz (odjechania wozka) a po 2 szybkosc reakcji (moc wybuchu) zalezy rowniez od cisnienia gazu tzw „oporu” im wiekszy tym szybsza reakcja np wewnatrz rurki ta sama ilosc gazu wybuchnie kilkarazy mocniej niz na wolnym powietrzu
Chyba zaczalem myslec jak domownik 😛
Pozdrawiam wszystkich 🙂
@Maćku: dzięki za kolejny ciekawy komentarz. Może pokusiłbyś się o napisanie na moją stronę całego artykułu? 🙂
Witam użytkowników,
jakie znacie firmy dzialajace na rynku polskim, ktore kompleksowo wykonuja instalacje do pozyskiwania biogazu z odpadow rolniczych i innych
Jeśli ktoś mówi o biogazowniach w Chinach i o tym, że mają one czasem kilkanaście m3 – niech weźmie pod uwagę zupełnie inny klimat. Wizytowałem takie biogazownie (i większe), są one zbudowane na południu Chin w klimacie zapewniającym stale temp. w zasadzie powyżej 30oC. Dodatkowo często nabudowane są nad nimi konstrukcje przypominające nasze szklarnie – chodzi o utrzymanie temperatury 30-40oC.
A jeśli ktoś jest zainteresowany przeliczeniem swoich odpadów na energię i zaprojektowaniem swojej własnej biogazowni – polecam wizytę na stronach Ekolaboratorium na Uniwersytecie Przyrodniczym w Poznaniu
http://www.ekolab.up.poznan.pl gdzie pod zakładką „Biogaz” znajduje się kalkulator biogazowy.
Odnośnie informacji na temat biogazu oraz budowy biogazowni rolniczych polecam portal http://www.biogazownierolnicze.pl Znajdują się tam podstawowe informacje na powyższy temat, ale także linki do przydatnych dokumentów oraz artykuły dla osób zainteresowanych zdobyciem dotacji unijnych na budowę biogazowni rolniczych
jak wyliczyć ile kg odpadów kuchennych jest potrzebne na wytworzenie wystarczającej ilości biogazu potrzebnej do ugotowania obiadu (propo postu z 11 września 2008)?
Niebawem będę miał do dyspozycji zakopane w ziemi 3 komorowe superszczelne betonowe szambo do wykorzystania ponieważ zostanę podłączony do kanalizacji miejskiej i szambo przestanei spełniac swoja funkcję. Są to 3 komory po 2,3m3 każda.
Chodzi mi po głowie aby wykorzystać dwie komory na zbieranie deszczówki a w jednej komorze przeprowadzić test wytwarzania biogazu. W ciągu lata gromadziłbym koszoną trawę (zbiera się tego około 300kg) w jakiejś pryźmie tak aby zrobiła się kiszonka a na jesień załadowałbym tym komorę. Do podgrzewania komory myślę umieścić na dnie wymiennik płytowy z grzejnika a ciepło do niego to by było to cieopło które wytwarza kocioł gazowy podczas ogrzewania domu. Dla gazu GZ50 ciśnienie robocze urzadzeń jak kocioł to 20mbar. Jest to w sumie niewielkie cisnienie. Czy nadciśnienie które wytworzy się w komorze podczas fermentacji będzie miało szansę osiągnąć około 50-100mbar. 100mbar to około 100gram na cm2. Nie jest to dużo a może wystarczająco abym miał zapas ciśnienia dla reduktora ustawionego na takie ciśnienie jakie wymagać będzie albo kocioł gazowy albo agregat pradotwórczy na silnik spalinowy. Oczywiście w wersji z agregatem spalinowym komora podgrzewana by była ciepłem wytwarzanym przez silnik spalinowy a ja wykorzystywałbym w domu wtedy tylko prąd.
Taką jednorazowo załadowaną komorę używałbym dotąd aż wszystko się sfermentuje i agregat zużyje cały gaz. Na wiosnę znowu zbieranie trawy aż do jesieni i kompostowanie i na jesień znowu fermentacja.
Jak myślicie ma sens taka koncepcja ?
@Marek: tak na oko miałbyś ze 150 m3 biogazu do zużycia, ekwiwalent ok. 75 m3 gazu ziemnego. Na ile Ci to starczy?
Kłopotem będzie podanie biogazu dla kotła, na pewno bez wymiany palników się nie obejdzie.
Witam !
Zastanawiam się nad sprężeniem biogazu z przydomowej biogazowni do samochodu zasilanego gazem ziemnym biogaz zawiera wiele palnych gazów metan,wodór i tlenek węgla ze siarkowodoru można biogaz oczyścić przez węgiel aktywny.Jedyna różnica jaka by była to zwiększe zużycie paliwa o ok. 25 – 50 % (tak mi się wydaje),bo jedynym nie palnym gazem jaki powstaje jest CO2. Taka sprężarka kosztuje bardzo dużo ale można wykonać ją samemu.Biogaz byłby o wiele wygodniejszym i bezpieczniejszym paliwem od gazu drzewnego.
Mateusz – żeby jeździć na biogazie to go musisz najpierw podczyścić – czyli zwiększyć zawartość metanu z tych 55% do co najmniej 70-75% no i usunąć siarkowodór. Da się to zrobić domowym sposobem na mniejszą skalę, ale trzeba wejść głębiej w temat. Jeśli nie – zarżniesz silnik w jeden sezon.
Jest to o tyle fajna koncepcja, że na biogaz używany jako paliwo transportowe OFICJALNIE nie ma akcyzy, więc można legalnie jeździć.
A zamiast kombinować z budową sprężarki kup sobie na allegro taką do pompowania butli dla nurków. Będziesz miał za 1/5 ceny tego, co normalnie by to kosztowało.
Po co produkować BIOGAZ który trzeba oczyścić można zrobić w warunkach garażowych syntetyczny metan.
Tutaj Link: http://xlabs.pl/energia/nietypowe-gromadzenie-energii/metan/
Pingback: Mała komercyjna przydomowa biogazownia (wcale niedroga)