De la gunoiul de grajd la energia electrică
Cererea tot mai mare de energie şi preţul ridicat al ţiţeiului şi al gazelor naturale constituie, fără doar şi poate, un subiect de actualitate. Acest lucru a dus la un interes crescând al oamenilor în găsirea de surse de energie regenerabilă, cum sunt biocombustibilii, deşeurile celulozice, vântul, energia solară sau gunoiul de grajd.
Figura 1 ilustrează potenţialele surse de energie identificate în biomasă, inclusiv lemn, culturi agricole, dejecţii animale sau chiar gunoaie orăşeneşti. În multe cazuri, biomasa, după ce se recoltează, trebuie pretratată şi apoi transportată la biorafinării pentru procesare.
Ea poate fi convertită la biocombustibili folosiţi în transporturi, în producerea de energie electrică sau pot fi obţinute diverse produse.
În lume există câteva ţări care au înţeles valoarea importantă a acestor resurse de biomasă, iar în SUA s-a stabilit o ţintă pentru anul 2025: 25% din energia consumată să provină din silvicultură, cultura plantelor şi zootehnie. Programul se numeşte 25x25 (http://www.25x25.org/index.php).
Obţinerea energiei din biomasă
În principiu, procedeele de obţinere a energiei din biomasă se bazează pe capacitatea unor microorganisme de a fermenta biomasa (respectiv compuşii organici de genul zaharurilor care se găsesc în materia organică) şi de a produce alţi compuşi, care pot avea o putere calorică mai mare (de exemplu alcool etilic, metan).
În ultimii ani, grija pentru mediu a dus la dezvoltarea unor tehnologii care să reducă poluarea. Printre acestea se numără şi fermentarea anaerobă a dejecţiilor din fermele de animale, pentru a stopa emisia de metan în atmosferă. Acesta este captat în instalaţii de producere a biogazului şi transformat prin ardere în CO2, cu un efect de seră mult mai scăzut (de 21 ori) decât al metanului.
Pentru a stopa emisia de metan în atmosferă, materia organică (dejecţiile sau alte produse care conţin substanţe organice) este închisă într-un bazin etanş (numit fermentator, sau digester), pentru a se realiza fermentaţia anaerobă.
Pentru a se promova activitatea bacteriană, în fermentator trebuie să se menţină o temperatură de cel puţin 20ºC. Temperaturi mai ridicate, de până la 65ºC, reduc atât durata procesului (timpul necesar bacteriilor pentru a produce biogaz), cât şi volumul necesar al dejecţiilor, cu până la 40%. Cu toate că numărul speciilor bacteriene care acţionează la temperaturi medii (bacterii mezofile) este mai mare decât al celor care iubesc temperaturi mai înalte (termofile), acestea din urmă sunt mai active şi produc mai mult metan.
Însă dirijarea unui proces la temperatură ridicată este mai complicat deoarece fluctuaţiile de temperatură reduc activitatea bacteriilor termofile.
Gazul produs în urma fermentaţiei anaerobe conţine metan, bioxid de carbon (de obicei cca. 90% din total), cantităţi mici de hidrogen sulfurat, azot, hidrogen, metilmercaptani şi oxigen. Dintre acestea, doar metanul este un gaz combustibil, iar energia biogazului obţinut depinde de procentul de metan pe care acesta îl conţine (poate varia între 55 şi 80%). Un biogaz care conţine 65% metan, produce cca. 2000 Btu/m3.
În ferme se pot construi instalaţii simple, constând din lagune acoperite, care pot produce biogaz folosit la încălzire sau pentru a produce curent electric. Spre exemplu, un fermentator cu deplasare (cu curgere de tip piston, sau plug-flow) poate procesa în jur de 30.000 litri dejecţii/zi, cantitatea produsă de cca. 500 vaci. Dacă biogazul este folosit pentru alimentarea unui generator, acesta poate produce mai mult curent electric şi apă caldă decât consumă ferma.
În ţările din vestul Europei, pentru a se spori capacitatea de producere a metanului, în fermentatoare se amestecă dejecţiile animalelor cu alte produse care conţin glucide fermentescibile (porumb siloz sau alte produse, subproduse sau deşeuri, în funcţie de disponibilităţi).
Tipuri de fermentatoare anaerobe
Cele trei tipuri de fermentatoare anaerobe folosite în producerea de biogaz au capacitatea de a capta metanul şi de a reduce numărul bacteriilor coliforme fecale, însă diferă în ceea ce priveşte costul, climatul la care se pretează şi concentraţia dejecţiilor care se pot procesa.
• Laguna acoperită constă dintr-un bazin (lagună) acoperit, care captează gazul produs în timpul descompunerii dejecţiilor. Acest tip de fermentator este cel mai puţin costisitor şi se pretează pentru dejecţii lichide (sub 3% solide). Laguna este acoperită cu o folie din material impermeabil, prinsă în mod etanş de marginile lagunei după o bordură de beton.
Biogazul se acumulează sub folie, de unde este preluat printr-o conductă. Cu toate că necesită investiţii reduse, lagunele acoperite necesită volume mari de dejecţii, climat cald şi zone cu pânză de apă freatică la adâncimi mari.
• Fermentatoarele cu agitare convertesc materia organică la biogaz într-un rezervor încălzit deasupra sau sub nivelul solului. În acest rezervor se face o agitare mecanică sau prin barbotare (recirculare) de gaz, pentru a menţine solidele în suspensie. Astfel de fermentatoare costă mai mult şi întreţinerea este mai costisitoare. Se pretează pentru volume mari de dejecţii, cu conţinut în solide între 3 şi 10%.
Fermentatorul poate fi o structură cilindrică de oţel sau din beton turnat. Menţinerea unei temperaturi optime în fermentator poate reduce timpul de retenţie a dejecţiilor la mai puţin de 20 zile.
• Fermentatoarele cu deplasare (cu curgere de tip piston sau plug-flow) se pretează pentru dejecţiile rumegătoarelor care conţin între 11 şi 13% solide. O instalaţie tipică plug-flow include un sistem de colectare a dejecţiilor, un bazin pentru omogenizare şi fermentatorul ca atare. În bazinul de omogenizare se ajustează proporţia de solide în dejecţii, prin adaos de apă.
Fermentatorul este un bazin rectangular, lung, de obicei sub nivelul solului, acoperit ermetic cu un material impermeabil. Materialul pompat în fermentator împinge materialul existent spre capătul opus (curgere tip piston). Pe măsură ce solidele din dejecţii sunt descompuse, formează un material vâscos, limitând separarea solidelor în rezervor şi constituind „pistonul” care împinge lichidul. Timpul mediu de retenţie a dejecţiilor în fermentator este de 20-30 zile.
Un astfel de model de fermentator necesită un minim de lucrări de întreţinere. Căldura degajată de motorul-generator care transformă gazul în electricitate, poate fi folosită pentru a încălzi fermentatorul.
În interiorul acestuia un sistem de conducte permite circularea apei calde pentru a menţine temperatura între 25-40ºC, temperatura optimă pentru bacteriile metanogene.
Articol publicat în revista Ferma nr. 2(46)/2007
Galerie de imagini
Articole corelate
Energiile regenerabile sunt manifestări pământene ale energiei solare printre care menţionăm energia vântului... [ continuare ] În mod obişnuit, nivelul intensivităţii unui sistem de creştere se exprimă prin densitatea la populare sau,... [ continuare ]
Furnizarea energiilor regenerabile este o sarcină importantă a politicii energetice şi de mediu la nivel global.... [ continuare ]
Folosirea drojdiilor de către om
Originile folosirii drojdiilor de către... [ continuare ]
De foarte mult timp, o mare parte dintre crescătorii de animale din ţara noastră s-au obişnuit cu ideea că... [ continuare ]
Tehnologii Agricole
În perioada august - septembrie a.c., firma BASF a derulat campania de prezentare a principalelor beneficii ale ... [ continuare ]
Aplicarea îngrăşământului verde nu asigură în totalitate elementele nutritive necesare solului, ... [ continuare ]
În cadrul campaniei “SCAPA de ambalaje!”, fermierii pot preda gratuit ambalajele provenite de la ... [ continuare ]
În prezent, agricultura României a decăzut foarte mult, nemaifiind capabilă să asigure hrana pentru ... [ continuare ]
Cultura hidroponică a plantelor în soluţii nutritive, fără sol, este folosită preponderent pentru producerea ... [ continuare ]
Premieră pentru Grupul italian Maschio-Gaspardo. Acesta a finalizat şi a pus în funcţiune o parte a ... [ continuare ]
Pe piaţa românească au ajuns, cu dată mai recentă, şi centrale de încălzire a locuinţelor, halelor ... [ continuare ]
Deţineţi o exploataţie agricolă, silvică, o cabană şi pur şi simplu vă gândiţi să deveniţi ... [ continuare ]
De pe urma nebuniei creşterii preţurilor la carburanţi, dar şi datorita normelor de reducere a poluării vor ... [ continuare ]Cele mai citite azi
- Noile tractoare TAG
- Contaminarea laptelui cu poluanţi
- Cultura ciupercilor, o afacere de familie
- Model constructiv pentru ferma de 400 oi Ţurcane
- Cultura ciupercilor comestibile şi terapeutice
- CÂNEPA (Cannabis sativa L.) – o importantă plantă tehnică
- Fermierul evazionist şi statul exclusivist!
- Caracteristici productive ale hibrizilor de găini ouătoare
- SECARA – Secale cereale L.
- IndAgra Farm 2010
Cele mai comentate azi
- Agrotehnica antierozională este la... pământ!
- Condiţii tehnologice pentru reuşita culturii de lucernă
Abonare Newsletter
Poza zilei
Forum Agroinfo.ro
- PEDIGRIU.RO - REGISTRE GENEALOGIGE online(5/2/2012 20:15:2)
- Romania poate exporta carne de porc si produse(5/2/2012 11:38:49)
- ASOCIATIA CRESCATORILOR - BOVINE PENTRU CARNE(4/2/2012 20:50:5)
- Merita o investitie in cresterea bovinelor(2/2/2012 14:32:35)
- Bovine de carne(2/2/2012 10:25:44)
- Cultura cartofi(1/2/2012 17:14:31)
- PREZENTARE MEMBRI(31/1/2012 18:13:15)
- Poze din ferma(31/1/2012 7:47:27)
- salmonela(29/1/2012 23:6:24)
- Carte tehnica lexion(29/1/2012 8:40:28)
Recoltaţi anul acesta mai mult grâu decât anul trecut?
VOTEAZAVotul dvs. a fost adaugat cu succes!
Grupul Richel Franţa este reprezentat în România de firma Delta Exclusiv din Timişoara
Stallprofi: De la conceptul de fermă, la biogaz
Titlul acestui articol este, de fapt, motto-ul nostru, care acoperă un domeniu de specialitate vast. Nu este o tehnică de publicitate, ci exprimarea acelei concepţii de sistem cuprinzătoare, pe care Stallprofi o reprezintă şi aici, în România, de peste un an
BASF: protecţia de toamnă în culturile de rapiţă
În perioada august - septembrie a.c., firma BASF a derulat campania de prezentare a principalelor beneficii ale utilizării în toamnă a produselor de protecţia plantelor la această cultură, cu accent pe produsul de top Caramba® Turbo
Tehnologia Güttler - pregătirea solului şi aplicarea îngrăşământului verde
Aplicarea îngrăşământului verde nu asigură în totalitate elementele nutritive necesare solului, dar ajută la menţinerea humusului în sol, creşte nivelul de azot şi reduce eroziunea, ajutând solul să-şi păstreze şi conţinutul de substanţe minerale
SCAPA de ambalaje!
În cadrul campaniei “SCAPA de ambalaje!”, fermierii pot preda gratuit ambalajele provenite de la produsele de protecţia plantelor (ppp) către SCAPA - Sistemul de Colectare a Ambalajelor de Pesticide
E criză grea în cercetare
În prezent, agricultura României a decăzut foarte mult, nemaifiind capabilă să asigure hrana pentru propria populaţie. Peste trei milioane de hectare de teren arabil rămân, an de an, nelucrate, alte trei milioane hectare de păşuni şi fâneţe s-au degradat, nefiind îngrijite
Producerea de furaje verzi în sistem hidroponic
Cultura hidroponică a plantelor în soluţii nutritive, fără sol, este folosită preponderent pentru producerea de legume sau de flori, unde succesiunea ciclurilor de producţie este mai mare şi rentabilitatea culturilor foarte ridicată
Energie cu panouri solare
Premieră pentru Grupul italian Maschio-Gaspardo. Acesta a finalizat şi a pus în funcţiune o parte a instalaţiei de producere de energie cu ajutorul panourilor fotovoltaice
Cazanele pe biomasă reduc cheltuielile şi măresc profitul
Pe piaţa românească au ajuns, cu dată mai recentă, şi centrale de încălzire a locuinţelor, halelor agricole şi industriale, pe bază de biomasă, mult mai economice decât cele pe bază de combustibili convenţionali
Fiţi independent energetic!
Deţineţi o exploataţie agricolă, silvică, o cabană şi pur şi simplu vă gândiţi să deveniţi independent din punct de vedere energetic?
Mai multe Tehnologii Agricole

Forum

Tractor în zăpadă