Το μεθάνιο, κυρίως, μαζί με όση ποσότητα υδρογόνου προκύπτει από την αναερόβια χώνευση, αποτελούν το καύσιμο μέρος του βιοαερίου. Το μεθάνιο είναι ένα άχρωμο και άοσμο αέριο, με σημείο βρασμού τους -162°C, ενώ καίγεται παράγοντας κυανόχρωμη φλόγα. Σε κανονική πίεση και θερμοκρασία (p=1atm και θ=20°C) το μεθάνιο έχει πυκνότητα περίπου 0,75 kg/m3. Εξαιτίας του γεγονότος ότι το διοξείδιο του άνθρακα είναι βαρύτερο, η πυκνότητα του βιοαερίου σε κανονικές συνθήκες είναι περίπου 1,15 kg/m3. Το μεθάνιο παρουσιάζει θερμογόνο δύναμη ίση με 39,8 MJ/m3, τιμή που ισοδυναμεί με 11,06 kWh/m3. Κατά συνέπεια, το βιοαέριο το οποίο περιέχει μεθάνιο σε ποσοστό μεταξύ 55 και 70%, εμφανίζει θερμογόνο δύναμη που κυμαίνεται μεταξύ 6 και 7,5 kWh/m3. Τα όρια αναφλεξιμότητας του στον αέρα είναι μεταξύ 6% και 12%, ενώ η θερμοκρασία ανάφλεξής του κυμαίνεται μεταξύ 650-750°C. Στον πίνακα που ακολουθεί παρουσιάζεται η τυπική σύσταση του βιοαερίου:
Συστατικό |
Χημικός τύπος |
Περιεκτικότητα (Vol. %) |
Μεθάνιο |
CH4 |
50-75 |
Διοξείδιο του άνθρακα |
CΟ2 |
25-45 |
Υδρατμοί |
H2O |
2 (20°C) -7 (40°C) |
Οξυγόνο |
O2 |
<2 |
Άζωτο |
N2 |
<2 |
Αμμωνία |
NH3 |
<1 |
Υδρογόνο |
H2 |
<1 |
Υδρόθειο |
H2S |
<1 |
Η βιοχημική σύνθεση των διαφορετικών τύπων πρώτης ύλης ποικίλλει και είναι καθοριστική για τη θεωρητική παραγωγή του μεθανίου, όπως φαίνεται ακολούθως:
Υπόστρωμα |
Λίτρα αερίου / kg TS |
CH4 [%] |
CO2 |
Ακατέργαστη πρωτεΐνη |
700 |
70 -71 |
29 -30 |
Ακατέργαστο λίπος |
1.200 -1.250 |
67 -68 |
32 -33 |
Υδατάνθρακες |
790 -800 |
50 |
50 |
Από τον πίνακα που ακολουθεί είναι προφανές ότι η παραγωγή μεθανίου των διαφόρων υποστρωμάτων, που χρησιμοποιούνται για αναερόβια χώνευση, εξαρτάται από το περιεχόμενο σε πρωτεΐνες, λίπη και υδατάνθρακες:
Πρώτη ύλη |
Παραγωγή μεθανίου [%] |
Παραγωγή βιοαερίου [m³/tΦΠΥ*] |
Υγρή κοπριά βοοειδών |
60 |
25 |
Υγρή κοπριά χοίρων |
65 |
28 |
Υπολείμματα αποστακτήρων με διαλύτες |
61 |
40 |
Στερεή κοπριά βοοειδών |
60 |
45 |
Στερεή κοπριά χοίρων |
60 |
60 |
Στερεή κοπριά πουλερικών |
60 |
80 |
Τεύτλα |
53 |
88 |
Οργανικά απόβλητα |
61 |
100 |
Γλυκό σόργο |
54 |
108 |
Τεύτλα |
51 |
111 |
Ενσίρωμα χλόης |
54 |
172 |
Ενσίρωμα καλαμποκιού |
52 |
202 |
* ΦΠΥ (FF)=Φρέσκια Πρώτη Ύλη (Fresh Feedstock)