Biogáz invazív növényekből és baromfihulladékból: tiszta és hatékony megoldás

Manapság többféle módon lehet energiát előállítani mindenféle hulladékból. A hulladékok energiatermelési forrásként való felhasználása jó módszer a nyersanyagok megtakarítására és a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőség csökkentésére, amelyek szén-dioxid-kibocsátásuk miatt komoly környezeti problémát jelentenek.

Példa erre a mexikói napraforgó (Tithonia diversifolia), invazív faj a világ több régiójában, különösen Afrikában, Ausztráliában és a Csendes-óceán egyes szigetein. Bár ez a növény veszélyt jelent az őshonos fajokra ezeken a területeken, a nigériai kutatók innovatív felhasználási módot találtak: a biogáz előállítását. A baromfiürülék mexikói napraforgóhulladékkal való keverésével sikerült javítani a megtermelt biogáz hatékonyságát.

Biogáz előállítása és a hatékonyság javítása

A baromfi ürülékből és a mexikói napraforgóból biogáz előállítása nagy előny. Egyrészt a baromfifarmokból származó hulladékot felhasználják, csökkentve az általuk okozott szennyezést. Másrészt egy fontos környezeti problémát támadnak: az olyan invazív fajok elleni védekezést, mint a mexikói napraforgó, amely kiszorítja a helyi flórát.

Nigériában és Kínában már végeztek tanulmányokat a biogáz növényi és állati hulladékból történő előállításáról. E tanulmányok kulcsa az együttemésztés, vagyis a különböző típusú hulladékok felhasználása a biogáz termelés maximalizálása érdekében. Ebben az esetben a Landmark Egyetem és a nigériai Covenant Egyetem által a folyóiratban közzétett tanulmányok Energia és üzemanyagok, megerősítik, hogy a mexikói napraforgó nagy potenciállal rendelkezik biogáz előállítására, ha madárürülékkel kombinálják és előzetes kezelésnek vetik alá.

Ennek a kombinációnak a kihasználása kettős előnnyel jár, mivel segít kezelni a baromfitelepekről származó hulladékot, és megállítja a világ számos részén invazívnak tartott növény elszaporodását. A szakértők szerint A mexikói napraforgó kiszorítja a helyi fajokat, és érinti a védett természeti területeket, amely komoly veszélyt jelent az érzékeny régiók biológiai sokféleségére nézve.

Előkezelés: A hatékonyság javításának kulcsa

A szerves hulladék együttes emésztése nem új keletű folyamat, de a legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a hőlúgos előkezelés előtt az anaerob lebontás jelentősen javítja a biogáz hozamot. Ez az előkezelés abból áll, hogy a hulladékot magas hőmérsékletnek és sajátos lúgossági feltételeknek tesszük ki, ami elősegíti az összetett szerves anyagok lebomlását és növeli a keletkező metán, a biogáz fő összetevője mennyiségét.

A nigériai tanulmány arra a következtetésre jutott, hogy a biogáz teljesítménye akár 54,44% ennek a kezelésnek köszönhetően, összehasonlítva a nem ugyanazon a folyamaton átesett hulladékkal. Azaz a nyert energia mennyisége lényegesen nagyobb volt az előkezelés során, ami elengedhetetlen, ha optimalizálni akarjuk ezen erőforrások felhasználását az alacsony szénlábnyomú energiatermelés érdekében.

Ezen eredmények eléréséhez energiamérleget végeztünk annak meghatározására, hogy a folyamatba fektetett energia kisebb-e, mint a folyamat végén kapott energia. Az adatok azt mutatták, a pozitív energiamérleg, ami azt jelenti, hogy az eljárás nyereséges. A visszanyert energia jóval meghaladta az előkezelés során felhasznált energiát, mind hő-, mind elektromos energia formájában.

A baromfihulladék jelentősége a biogáz termelésben

sok baromfihulladék Alapvető szerepet játszanak a biogáz előállításában olyan növényekkel kombinálva, mint a mexikói napraforgó. Fontos azonban emlékezni arra, hogy ezek az ürülék olyan tápanyagokat tartalmaznak, amelyek nem megfelelő kezelés esetén károsak lehetnek a környezetre. Ezen szennyeződések közé tartozik hormonok, antibiotikumok, nehézfémek és tápanyagok amely beszivároghat a talajba és a vízforrásokba, szennyeződési problémákat okozva.

Az ilyen típusú hulladékok biogáz előállítására történő felhasználása nemcsak a felhalmozódás problémáját oldja meg, hanem jövedelmező és fenntartható megoldást kínál az energiatermelésre is. De az egyik legfontosabb megállapítás az, hogy bár a baromfi ürülék önmagában nem jövedelmező, növényi anyagokkal való kombinációja, mint a mexikói napraforgó, jelentősen növeli a jövedelmezőségét.

Az invazív növények hatása más régiókban

Az invazív növények biogáz-termelésre való felhasználása nem egyedülálló Nigériában. Más országokban, például Mexikóban és Tajvanon is vizsgálják a különféle invazív fajok bioüzemanyag előállítására való felhasználásának módjait. Példa erre a camalote vagy vízi jácint (Eichhornia crassipes), egy másik invazív faj, amely gyorsan növekszik a víztestekben. Az ilyen típusú növényeket termesztésre használják biometán y etanol, amely helyi és fenntartható megoldást kínál egy globális problémára.

Az invazív növények használata egyedülálló lehetőséget jelent a probléma kezelésére növényszennyezési probléma és ezzel egyidejűleg tiszta energiát termelnek. Ezek a növények intenzív kezelés nélkül is növekedhetnek, így megfizethető és bőséges biomassza-forrássá válnak.

További példák az együttemésztésre: Üzemi gazdaságok Európában

Európában, különösen Spanyolországban, különféle biogázprojekteket hajtottak végre ipari gazdaságok hulladékának felhasználásával. Az olyan régiókban, mint például Castilla-La Mancha, ahol a víztartó rétegek hígtrágyával történő szennyeződése egyre nagyobb probléma, biogázüzemeket alkalmaztak a környezeti hatások csökkentésére. A legtöbb ilyen üzem azonban továbbra is kihívásokkal néz szembe, mint például a hulladék más régiókból történő behozatalának szükségessége és a szerves hulladék szállításának magas költségei.

E kihívások ellenére a biogáz életképes megoldásnak bizonyult az intenzív állattenyésztésből származó hígtrágya és egyéb hulladékok kezelésére, amelyek egyébként erősen szennyezőek lennének.

Olyan településeken, mint pl Balsa de Ves, ahol több mint egy évtizede biogáz üzemet telepítettek, a lakosság száma csökkent ezeknek a makrofarmoknak köszönhetően, ami azt mutatja, hogy bár a biogáz technológia hatékony, a társadalmi és gazdasági hatásokat is figyelembe kell venni.

A hatékony biogáz-termelés kulcstényezői

A biogáz-termelés sikere több tényezőtől függ:

• Hulladékgazdálkodás: Garantálja a nyersanyag folyamatos áramlását.
• Előkezelés: Az anaerob emésztés jelentősen javul, ha hatékony előkezelést végeznek.
• Energiamérleg: Kulcsfontosságú a pozitív energiamérleg elérése a projekt jövedelmezőségének biztosításához.
• A környezeti hatások csökkentése: Olyan gyakorlatok beépítése, amelyek minimalizálják az üvegházhatású gázok kibocsátását és a szennyező anyagokat.

Végső soron a növényi és állati hulladék együttes emésztése költséghatékony, ökológiai és hatékony megoldást jelent a biogáz előállítására. Ahogy egyre több, például Nigériában és Kínában végzett tanulmány bizonyítja megvalósíthatóságát, ez a megközelítés valószínűleg kiterjed majd más, hasonló problémákkal küzdő régiókra is.

Egy olyan globális környezetben, ahol az éghajlatváltozás mérséklése prioritást élvez, a biogáz fenntartható alternatívát kínál a fosszilis tüzelőanyagok helyett, miközben más kritikus környezeti problémákat is megold, például az invazív fajok kezelését.