Uma das fontes de energia renováveis é o biogás. Sua formação não parece complicada. Por outro lado, a utilização do biogás, bem como a produção de energia com a sua ajuda, dá uma oportunidade muito boa de aumentar a eficiência de uma central combinada de calor e energia. Vale a pena ver exatamente como o biogás é produzido, como é a composição do biogás e qual é sua aplicação exata.
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Biogás - o que é e sua composição
O biogás nada mais é do que uma mistura de gases, cuja formação é atribuída à fermentação anaeróbia ou anaeróbia. Na maioria das vezes surge do setor agrícola, porque as plantas, fezes de animais e outros compostos orgânicos são decompostos. Eles também incluem resíduos biodegradáveis. Portanto, é uma energia renovável, cuja produção tem um efeito extremamente benéfico para o meio ambiente. A formação do biogás contribui, entre outras coisas, para a redução do número de aterros.
A composição do biogás inclui principalmente metano e dióxido de carbono. No entanto, a composição exata dos gases e sua porcentagem depende da composição do biogás. A este respeito, existem três grupos de substratos com base nos quais ocorre a produção de biogás. O primeiro grupo inclui o lixo doméstico, que origina o chamado gás de aterro. Esse tipo de resíduo produz biogás, cujo principal componente é o metano (até 60%) e o dióxido de carbono (até 40%). Além disso, os gráficos mostram vapor de água, nitrogênio e oxigênio.
Uma porcentagem muito maior de metano é produzida como resultado da fermentação dos resíduos agrícolas, assim como os resíduos gerados durante a operação das estações de tratamento de esgoto. Nesses casos, a produção de metano chega a 75% e de dióxido de carbono de 20 a 30%. Também deve ser mencionado que dependendo dos resíduos agrícolas ou de aterro, a composição do biogás pode conter sulfeto de hidrogênio e silicatos na forma de lodo. Se o sedimento aparecer, ele deve ser removido, pois é tratado como uma impureza.
Como o biogás é produzido?
Para entender como é a produção de biogás, precisamos voltar aos três substratos principais que têm uma influência muito grande na composição final do biogás. É importante lembrar que a produção de biogás é um processo natural que pode ser verificado em todos os aterros municipais. Porém, para que os resíduos gerem energia renovável, a produção deve ocorrer de forma controlada.
Portanto, podemos distinguir três tecnologias de geração de biogás, que incluem:
- Produção de biogás agrícola - na maioria das vezes estão localizados próximos a grandes áreas com plantações ou criação de animais. A composição do biogás é influenciada por substratos como biomassa vegetal, chorume ou resíduos da produção animal ou vegetal (fábricas de açúcar, matadouros). A formação do biogás agrícola, assim como do fertilizante orgânico, muitas vezes não é apenas o resultado de resíduos agrícolas. Também vale a pena mencionar as culturas especiais de plantas como o milho, a beterraba sacarina ou a beterraba forrageira, das quais se obtém a porcentagem de metano.
- Produção de biogás a partir de resíduos urbanos - a energia renovável gerada desta forma, e mais precisamente a sua quantidade, depende da composição exata do substrato. Infelizmente, esta é uma informação ambígua, portanto, de um aterro de 1 tonelada, é possível obter de 200 a 500 m3 de biogás. O melhor efeito parece ser um aterro consistindo de resíduos orgânicos, ou principalmente resíduos orgânicos.
- Produção de biogás a partir de estações de tratamento de efluentes - neste caso, utiliza-se o lodo de esgoto, que é formado a partir de tecnologias de tratamento biológico de efluentes. No entanto, devido à composição muito diversa do sedimento, que também pode ser perigoso para o homem, ele deve ser submetido à fermentação aeróbia ou anaeróbia. É justamente no caso da fermentação sem o uso de oxigênio que se trata da formação do biogás. Se você está procurando mais conselhos, verifique também artigos sobre fontes renováveis de energia coletados aqui.
O poder calorífico do biogás e sua aplicação
A energia renovável na forma de biogás é um dos combustíveis com maior poder calorífico. O valor calorífico do biogás é até 23 MJ / m3. Para efeito de comparação, o poder calorífico do carvão duro varia de 22 a 27 MJ / m3, dependendo de sua qualidade. Combustíveis como palha, pellets de madeira ou madeira seca têm um valor calorífico muito inferior. Conseqüentemente, o biogás é um combustível mais lucrativo do que a biomassa. Quanto ao combustível mais calorífico, o valor calorífico do gasóleo para aquecimento é o mais elevado, pois ultrapassa os 40 MJ / m3.
O uso de biogás agrícola, aterro ou fermentação de lodo de esgoto é realmente muito amplo. Graças a ele, pode-se gerar eletricidade ou calor. Quando se trata de produção de eletricidade, motores especiais bicombustíveis ou turbinas elétricas são usados para esse fim. Por outro lado, o aproveitamento do biogás para a produção de energia térmica é possível com caldeiras adequadas. Este tipo de instalação deve necessariamente ser adaptado a este tipo de combustível.
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O biogás, ao lado do gás natural, também é amplamente utilizado em usinas combinadas de calor e energia. A cogeração é uma tecnologia de produção que produz não apenas eletricidade, mas também calor. Em processos desse tipo, há ampla aplicação de fontes renováveis de energia. A cogeração evita a perda de energia térmica, que é tratada como resíduo nas usinas tradicionais. É importante acrescentar que a eletricidade é gerada dessa forma com muito mais eficiência.
Portanto, a cogeração possibilita o abastecimento de diversas instalações com altíssima demanda de energia térmica. Deve-se ter em mente que a cogeração é uma solução bastante inovadora. No entanto, à escala europeia, a eletricidade e o calor resultantes deste tipo de processos representam cerca de 10% das quotas. Infelizmente, este tipo de instalação ainda não está disponível para edifícios residenciais unifamiliares.
Energia renovável versus biomassa e energia geotérmica
O biogás não é o único tipo de combustível pertencente a fontes renováveis de energia. No entanto, vale lembrar que graças a ela é possível obter eletricidade e calor ao mesmo tempo. A cogeração parece ser uma solução cada vez mais popular, também conhecida como energia verde. No entanto, além do biogás agrícola, também podemos lidar com outras fontes de energia renovável. Isso inclui, entre outros, energia geotérmica e biomassa.
Outras fontes de energia renováveis:
- Biomassa - ao mesmo tempo pode ser um combustível direto para a obtenção de energia térmica. Uma instalação na forma de, por exemplo, uma caldeira de pellets ou uma caldeira de gaseificação é adaptada para este fim. A instalação de biomassa também pode ser diferenciada por caldeiras com combustão superior ou inferior. Além disso, a biomassa também pode ser tratada como substrato para a produção de biogás.
- Energia geotérmica - é a energia térmica extraída do interior da terra, do solo ou da água contida nas rochas. A energia geotérmica é o tipo de energia mais difícil de obter, mas com uma eficiência muito elevada. A instalação é extremamente cara, e a possibilidade de sua instalação depende das condições geológicas e geomorfológicas. A energia geotérmica também é uma forma extremamente cara de gerar calor ou eletricidade devido ao trabalho de perfuração envolvido, muitas vezes de profundidade considerável.
