Biokaasu invasiivisista kasveista ja siipikarjajätteistä: puhdas ja tehokas ratkaisu

Nykyään on olemassa useita tapoja tuottaa energiaa kaikenlaisista jätteistä. Jätteen käyttö resursseina energiantuotantoon on hyvä tapa säästää raaka-aineita ja vähentää riippuvuutta fossiilisista polttoaineista, jotka ovat hiilidioksidipäästöjensä vuoksi vakava ympäristöongelma.

Esimerkki tästä on meksikolainen auringonkukka (Tithonia diversifolia), invasiivinen laji useilla alueilla maailmassa, erityisesti Afrikassa, Australiassa ja joillakin Tyynenmeren saarilla. Vaikka tämä kasvi on uhka kotoperäisille lajeille näillä alueilla, nigerialaiset tutkijat ovat löytäneet innovatiivisen tavan käyttää sitä: biokaasun tuotantoa. Sekoittamalla siipikarjan jätöksiä meksikolaisen auringonkukkajätteen kanssa he onnistuivat parantamaan tuotetun biokaasun tehokkuutta.

Tuota biokaasua ja paranna tehokkuutta

Biokaasun tuotanto siipikarjan ulosteista ja meksikolaisista auringonkukista on suuri etu. Toisaalta käytetään siipikarjatilojen jätettä, mikä vähentää niiden aiheuttamaa saastumista. Toisaalta hyökätään tärkeä ympäristöongelma: paikallista kasvistoa syrjäyttävän meksikolaisen auringonkukan kaltaisten invasiivisten lajien torjunta.

Kasvi- ja eläinjätteistä biokaasun tuotantoa koskevia tutkimuksia oli jo tehty Nigeriassa ja Kiinassa. Avain näihin tutkimuksiin on yhteissulatuseli erilaisten jätteiden käyttö biokaasun tuotannon maksimoimiseksi. Tässä tapauksessa Landmark Universityn ja Nigerian Covenant Universityn tutkimukset julkaistiin lehdessä Energia ja polttoaineet, vahvistavat, että meksikolaisella auringonkukalla on suuri potentiaali tuottaa biokaasua, kun se yhdistetään lintujen ulosteen kanssa ja se käsitellään etukäteen.

Tämän yhdistelmän hyödyntämisellä on kaksinkertainen etu, koska se auttaa siipikarjatilojen jätteiden hallinnassa ja pysäyttää invasiivisena pidetyn kasvin lisääntymisen monissa osissa maailmaa. Asiantuntijoiden mukaan Meksikon auringonkukka syrjäyttää paikalliset lajit ja vaikuttaa suojeltuihin luonnonalueisiin, joka on vakava uhka herkkien alueiden biologiselle monimuotoisuudelle.

Esikäsittely: Avain tehokkuuden parantamiseen

Orgaanisen jätteen yhteisdiedotus ei ole uusi prosessi, mutta viimeisimmät tutkimukset ovat osoittaneet, että a lämpö-emäksinen esikäsittely ennen anaerobista mädätystä parantaa merkittävästi biokaasun saantoa. Tämä esikäsittely koostuu jätteen altistamisesta korkeille lämpötiloille ja erityisille alkalisuusolosuhteille, mikä helpottaa monimutkaisten orgaanisten materiaalien hajoamista ja lisää biokaasun pääkomponentin, syntyvän metaanin määrää.

Nigeriassa tehdyssä tutkimuksessa todettiin, että biokaasun suorituskyky parani jopa 54,44% tämän käsittelyn käytön ansiosta verrattuna jätteisiin, joita ei ole käsitelty samalla tavalla. Toisin sanoen esikäsittelyä käytettäessä saatu energiamäärä oli huomattavasti suurempi, mikä on olennaista, jos halutaan optimoida näiden resurssien käyttö energiantuotantoon pienellä hiilijalanjäljellä.

Näiden tulosten saamiseksi suoritettiin energiatase sen määrittämiseksi, oliko prosessiin sijoitettu energia pienempi kuin prosessin lopussa saatu energia. Tiedot osoittivat a positiivinen energiatase, mikä tarkoittaa, että menettely on kannattava. Talteen otettu energia ylitti selvästi esikäsittelyssä käytetyn energian sekä lämpö- että sähköenergian muodossa.

Siipikarjajätteen merkitys biokaasun tuotannossa

Los siipikarjan jäte Niillä on olennainen rooli biokaasun tuotannossa, kun ne yhdistetään kasvien, kuten meksikolaisen auringonkukan, kanssa. On kuitenkin tärkeää muistaa, että nämä ulosteet sisältävät ravinteita, jotka voivat olla haitallisia ympäristölle, jos niitä ei käsitellä oikein. Näiden epäpuhtauksien joukossa ovat hormonit, antibiootit, raskasmetallit ja ravinteet jotka voivat huuhtoutua maaperään ja vesilähteisiin aiheuttaen saastumisongelmia.

Tämän tyyppisen jätteen käyttäminen biokaasun tuottamiseen ei ainoastaan ​​ratkaise sen kertymisongelmaa, vaan tarjoaa myös kannattavan ja kestävän ratkaisun energiantuotantoon. Mutta yksi tärkeimmistä havainnoista on, että vaikka siipikarjan jätökset eivät yksin ole kannattavia, sen yhdistelmä kasviaineksen kanssa, kuten meksikolainen auringonkukka, lisää merkittävästi sen kannattavuutta.

Invasiivisten kasvien vaikutus muilla alueilla

Invasiivisten kasvien käyttö biokaasun tuotannossa ei ole vain Nigeriassa. Muissa maissa, kuten Meksikossa ja Taiwanissa, tutkitaan myös tapoja käyttää erilaisia ​​invasiivisia lajeja biopolttoaineiden tuottamiseen. Esimerkkinä on camalote tai vesihyasintti (Eichhornia crasipes), toinen invasiivinen laji, joka kasvaa nopeasti vesistöissä. Tämän tyyppisiä kasveja käytetään tuottamiseen biometaanin y etanolia, joka tarjoaa paikallisen ja kestävän ratkaisun globaaliin ongelmaan.

Invasiivisten kasvien käyttö on ainutlaatuinen tilaisuus puuttua kasvien saasteongelma ja samalla tuottaa puhdasta energiaa. Nämä kasvit voivat kasvaa ilman intensiivistä hoitoa, mikä tekee niistä edullisen ja runsaan biomassan lähteen.

Muita esimerkkejä rinnakkaissulatuksesta: Tehdastilat Euroopassa

Euroopassa, erityisesti Espanjassa, on toteutettu erilaisia ​​biokaasuprojekteja, joissa on käytetty teollisuustilojen jätettä. Kastilia-La Manchan kaltaisilla alueilla, joilla akviferien saastuminen lietteen vaikutuksesta on kasvava ongelma, biokaasulaitoksia on käytetty vähentämään ympäristövaikutuksia. Suurin osa näistä laitoksista kuitenkin kohtaa edelleen haasteita, kuten tarve tuoda jätettä muilta alueilta ja korkeat orgaanisen jätteen kuljetuskustannukset.

Näistä haasteista huolimatta biokaasu on osoittautunut käyttökelpoiseksi ratkaisuksi intensiivisen karjankasvatuksen lietteen ja muun jätteen käsittelyyn, mikä muuten olisi erittäin saastuttavaa.

Kunnissa esim Balsa de Ves, johon biokaasulaitos asennettiin yli vuosikymmen sitten, väestö on vähentynyt näiden makrotilojen asennuksen vuoksi, mikä osoittaa, että vaikka biokaasuteknologia on tehokasta, myös sosiaaliset ja taloudelliset vaikutukset on otettava huomioon.

Tehokkaan biokaasun tuotannon avaintekijät

Biokaasun tuotannon onnistuminen riippuu useista tekijöistä:

• Jätehuolto: Takaa jatkuva raaka-ainevirta.
• Esikäsittely: Anaerobinen ruoansulatus paranee huomattavasti, kun tehdään tehokkaita esikäsittelyjä.
• Energiatasapaino: On ratkaisevan tärkeää, että positiivinen energiatase saavutetaan projektin kannattavuuden varmistamiseksi.
• Ympäristövaikutusten vähentäminen: Sisällytä käytäntöjä, jotka minimoivat kasvihuonekaasupäästöt ja epäpuhtaudet.

Kasvi- ja eläinjätteen yhteismädätys on viime kädessä kustannustehokas, ekologinen ja tehokas ratkaisu biokaasun tuotantoon. Kun yhä useammat Nigeriassa ja Kiinassa tehdyt tutkimukset osoittavat edelleen sen toteutettavuutta, tämä lähestymistapa laajenee todennäköisesti muille alueille, joilla on samanlaisia ​​ongelmia.

Globaalissa kontekstissa, jossa ilmastonmuutoksen hillitseminen on etusijalla, biokaasu tarjoaa kestävän vaihtoehdon fossiilisille polttoaineille samalla kun se ratkaisee muita kriittisiä ympäristöongelmia, kuten invasiivisten lajien hallintaa.