Κύριες εφαρμογές του βιοαερίου

Η παραγωγή βιοαερίου μέσω της διαδικασίας της αναερόβιας χώνευσης χρησιμοποιείται ευρέως από τη σύγχρονη κοινωνία για την επεξεργασία των αποβλήτων από σταβλισμένα ζώα. Σκοπός είναι να παραχθεί ενέργεια (ηλεκτρική και θερμική) ενώ παράλληλα  να βελτιωθούν οι ιδιότητες λίπανσης της κοπριάς η οποία χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για τη ζύμωση. Στις ανεπτυγμένες χώρες με μεγάλη γεωργική παραγωγή, οι συνεχώς αυστηρότεροι κανονισμοί σχετικά με την αποθήκευση και διάθεση / ανακύκλωση του λιπάσματος, των φυτικών αποβλήτων, αύξησαν το ενδιαφέρον για την αναερόβια χώνευση. Επιπλέον, οι πρόσφατες εξελίξεις στην Ευρώπη, την Αμερική και άλλα μέρη στον κόσμο έχουν επίσης καταδείξει ένα αυξανόμενο ενδιαφέρον των αγροτών για στροφή στις ενεργειακές καλλιέργειες, με στόχο να χρησιμοποιηθούν ως πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοαερίου.

Η αναερόβια χώνευση εκτός από πολύ καλή λύση σε αγροτικής-κτηνοτροφικής προέλευσης υλικών αποτελεί παράλληλα την κύρια τεχνολογία σταθεροποίησης της πρωτεύουσας και δευτερεύουσας λυματολάσπης, για την επεξεργασία των βιομηχανικών υγρών αποβλήτων (π.χ. τυρόγαλα, μαγιά μπύρας, βιομηχανία ζάχαρης κ.λπ.) από βιομάζα, από την επεξεργασία τροφίμων καθώς επίσης και από την επεξεργασία του οργανικού μέρους των αστικών στερεών αποβλήτων.Με λίγα λόγια το βιοαέριο βρίσκει εφαρμογή τόσο σε αγροτικές, όσο και σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις

Αγροτικές εγκαταστάσεις βιοαερίου

Οι αγροτικές εγκαταστάσεις βιοαερίου επεξεργάζονται τα υποστρώματα πρώτης ύλης που κυρίως προέρχονται από την αγροτική παραγωγή. Τα συνηθέστερα είδη πρώτης ύλης για αυτές τις εγκαταστάσεις είναι τα ζωικά περιττώματα - κοπριές (υγρή και στερεή φρέσκια κοπριά), οι αχυροστρομνές, τα υπολείμματα και τα υποπροϊόντα από τις συγκομιδές λαχανικών και άλλων γεωργικών προϊόντων και οι ενεργειακές καλλιέργειες. Οι κοπριά από βοοειδή και χοίρους αποτελεί την κύρια πρώτη ύλη των περισσότερων αγροτικών εγκαταστάσεων βιοαερίου ανά τον κόσμο αν και ο αριθμός των εγκαταστάσεων που χρησιμοποιούν ως κυρίαρχη πρώτη ύλη τις εξειδικευμένες για την παραγωγή ενέργειας ενεργειακές καλλιέργειες αυξάνεται τα τελευταία έτη.

Οι ακατέργαστες κοπριές χρησιμοποιούνταν συνήθως έως σήμερα ως οργανικά λιπάσματα στα χωράφια και στους αγρούς. Με τη διαδικασία την αναερόβιας χώνευσης βελτιώνεται η αξία λίπανσης τους ως εξής:

• Οι κοπριές από διαφορετικά ζώα (π.χ. βοοειδή, χοίροι, πουλερικά) αναμιγνύονται στον ίδιο χωνευτήρα, παρέχοντας έτσι ένα τελικό βιολογικό λίπασμα με εξαιρετικά ισορροπημένο περιεχόμενο σε θρεπτικές ουσίες.

• Η διαδικασία της αναερόβιας χώνευσης (κατάλληλοι μικροοργανισμοί) διαλύει / διασπά τα σύνθετα οργανικά υλικά που υπάρχουν στην ακατέργαστη κοπριά (συμπεριλαμβανομένου του οργανικού αζώτου) και αυξάνει την ποσότητα των δεσμεύσιμων από φυτά θρεπτικών ουσιών.

• Η συνδυασμένη χώνευση κοπριάς με λοιπά υποστρώματα (π.χ. απόβλητα σφαγείων, υπολείμματα από λίπη και έλαια, οικιακά απόβλητα, φυτικά υπολείμματα, κλπ.) προσθέτει σημαντικές ποσότητες θρεπτικών ουσιών στο μίγμα της πρώτης ύλης άρα και στο εξαγόμενο λίπασμα.

Ο σχεδιασμός και η τεχνολογία των εγκαταστάσεων βιοαερίου διαφέρουν από χώρα σε χώρα, ανάλογα με τις κλιματικές συνθήκες και τα εθνικά πλαίσια (νομοθεσία και ενεργειακές πολιτικές), την ενεργειακή διαθεσιμότητα και προσβασιμότητα. Σύμφωνα με το σχετικό τους μέγεθος, λειτουργία και θέση, υπάρχουν τρεις κύριες κατηγορίες αγροτικών εγκαταστάσεων αναερόβιας χώνευσης:

• Οι εγκαταστάσεις βιοαερίου οικογενειακής κλίμακας (μικρής κλίμακας)

• Οι εγκαταστάσεις βιοαερίου κλίμακας αγροκτήματος (μεσαίας έως μεγάλης κλίμακας)

• Οι κεντρικές εγκαταστάσεις βιοαερίου / κοινή συνδυασμένη χώνευση (μεσαίας έως μεγάλης κλίμακας)

Βιομηχανικές εγκαταστάσεις βιοαερίου

Οι αναερόβιες διεργασίες χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία των βιομηχανικών αποβλήτων και των υγρών αποβλήτων για περισσότερο από έναν αιώνα. Η αναερόβια χώνευση των βιομηχανικών και υγρών αποβλήτων είναι σήμερα μια τυπική τεχνολογία επεξεργασίας διάφορων αποβλήτων βιομηχανικών υγρών από την επεξεργασία των τροφίμων, τις αγροτοβιομηχανίες, και τις χημικές βιομηχανίες. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την προ-επεξεργασία των φορτωμένων με οργανικά απόβλητων βιομηχανικών υγρών πριν από την τελική διάθεση τους. Λόγω των πρόσφατων βελτιώσεων στις τεχνολογίες επεξεργασίας μπορούν επίσης να αφομοιωθούν τα αραιωμένα απόβλητα βιομηχανικά υγρά (π.χ. τυρόγαλα, απόνερα βιομηχανίας μπύρας κ.λπ.). Η Ευρώπη έχει μια κυρίαρχη θέση στον κόσμο σχετικά με αυτήν την εφαρμογή της αναερόβιας χώνευσης. Τα τελευταία χρόνια οι ενεργειακές εκτιμήσεις και οι περιβαλλοντικές ανησυχίες έχουν αυξήσει περαιτέρω το ενδιαφέρον για την άμεση αναερόβια επεξεργασία των οργανικών βιομηχανικών αποβλήτων και η διαχείριση των οργανικών στερεών αποβλήτων από τη βιομηχανία ελέγχεται όλο και περισσότερο από περιβαλλοντικές νομοθεσίες. Στις βιομηχανίες που χρησιμοποιούν την αναερόβια χώνευση  για την επεξεργασία των απόβλητων υδάτων περιλαμβάνονται οι:

• κατεργασίας τροφίμων: π.χ. κονσερβοποίηση λαχανικών, παραγωγή γάλακτος και τυριών, σφαγεία, βιομηχανία επεξεργασίας πατάτας κ.λπ.

• βιομηχανίες ποτών: π.χ. ζυθοποιεία, μη αλκοολούχα ποτά, αποστακτήρια, καφές, χυμοί φρούτων, βιομηχανικών προϊόντων: π.χ. χαρτί και χαρτόνια, ελαστικά, χημικές ουσίες, άμυλο, φαρμακευτικά είδη.

Οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις βιοαερίου επιφέρουν διάφορα οφέλη στην κοινωνία και στις σχετικές βιομηχανίες όπως :

• προστιθέμενη αξία μέσω της ανακύκλωσης των θρεπτικών ουσιών και των μειωμένων δαπανών για την διάθεση των υπολειμμάτων,

• η ενέργεια διεργασίας παράγεται από την κάυση του παραγόμενου βιοαερίου

• η επεξεργασία των αποβλήτων βελτιώνει την περιβαλλοντική εικόνα των σχετικών βιομηχανιών.