Biogaz din plante invazive și deșeuri de păsări: o soluție curată și eficientă

Astăzi există mai multe moduri de a genera energie din deșeuri de toate tipurile. Utilizarea deșeurilor ca resurse pentru a genera energie este o metodă bună de a economisi materii prime și de a reduce dependența de combustibilii fosili, care reprezintă o problemă gravă de mediu datorită emisiilor de dioxid de carbon.

Un exemplu în acest sens este floarea soarelui mexican (Tithonia diversifolia), o specie invazivă în mai multe regiuni ale lumii, în special în Africa, Australia și unele insule din Oceanul Pacific. Deși această plantă reprezintă o amenințare pentru speciile native din acele zone, cercetătorii din Nigeria au găsit o modalitate inovatoare de a o folosi: producerea de biogaz. Amestecând excrementele de pasăre cu deșeurile mexicane de floarea soarelui, au reușit să îmbunătățească eficiența biogazului produs.

Generați biogaz și îmbunătățiți eficiența

Producția de biogaz din excremente de pasăre și floarea-soarelui mexican este un mare avantaj. Pe de o parte, se folosesc deșeuri de la fermele de păsări, reducând poluarea pe care o generează. Pe de altă parte, este atacată o problemă importantă de mediu: controlul speciilor invazive precum floarea soarelui mexicană, care înlocuiește flora locală.

Studiile privind producția de biogaz din deșeuri vegetale și animale au fost deja efectuate în Nigeria și China. Cheia acestor studii este co-digestia, adică utilizarea diferitelor tipuri de deșeuri pentru a maximiza producția de biogaz. În acest caz, studiile efectuate de Universitatea Landmark și Universitatea Covenant din Nigeria, publicate în jurnal Energie și combustibili, confirmă că floarea-soarelui mexican are un mare potențial de a genera biogaz atunci când este combinată cu excremente de păsări și este supusă unui tratament prealabil.

Profitarea acestei combinații are un dublu beneficiu deoarece ajută la gestionarea deșeurilor de la fermele de păsări și oprește proliferarea unei plante considerate invazive în multe părți ale lumii. Potrivit experților, Floarea soarelui mexicană înlocuiește speciile locale și afectează zonele naturale protejate, reprezentând o amenințare serioasă pentru biodiversitatea regiunilor sensibile.

Pre-tratament: cheia pentru îmbunătățirea eficienței

Co-digestia deșeurilor organice nu este un proces nou, dar cele mai recente studii au arătat că utilizarea a pretratament termo-alcalin înainte de digestia anaerobă îmbunătățește semnificativ randamentul de biogaz. Această pretratare constă în supunerea deșeurilor la temperaturi ridicate și la condiții specifice de alcalinitate, ceea ce facilitează descompunerea materialelor organice complexe și crește cantitatea de metan produsă, componenta principală a biogazului.

Studiul din Nigeria a concluzionat că performanța biogazului s-a îmbunătățit cu până la 54,44% datorită utilizării acestui tratament în comparație cu deșeurile care nu au suferit același proces. Adică, cantitatea de energie obținută a fost considerabil mai mare atunci când s-a folosit pretratarea, lucru care este esențial dacă dorim să optimizăm utilizarea acestor resurse pentru generarea de energie cu amprentă redusă de carbon.

Pentru a obține aceste rezultate s-a efectuat un bilanț energetic pentru a determina dacă energia investită în proces a fost mai mică decât energia obținută la finalul acestuia. Datele au arătat a echilibru energetic pozitiv, ceea ce înseamnă că procedura este profitabilă. Energia recuperată a depășit cu mult energia utilizată în pretratare, atât sub formă de energie termică, cât și sub formă de energie electrică.

Importanța deșeurilor de pasăre în producția de biogaz

L deșeuri de păsări Ele joacă un rol esențial în producția de biogaz atunci când sunt combinate cu plante precum floarea soarelui mexicană. Cu toate acestea, este important de reținut că aceste excremente conțin substanțe nutritive care, dacă nu sunt gestionate corespunzător, pot fi dăunătoare mediului. Printre acești contaminanți se numără hormoni, antibiotice, metale grele și nutrienți care se pot scurge în sol și surse de apă, cauzând probleme de contaminare.

Utilizarea acestui tip de deșeuri pentru a genera biogaz nu rezolvă doar problema acumulării acestuia, ci oferă și o soluție profitabilă și durabilă pentru producerea de energie. Dar una dintre cele mai importante descoperiri este că, deși excrementele de pasăre nu sunt profitabile, combinarea lui cu materia vegetală, ca și floarea soarelui mexican, își crește semnificativ profitabilitatea.

Impactul plantelor invazive în alte regiuni

Utilizarea plantelor invazive pentru producerea de biogaz nu este exclusivă în Nigeria. În alte țări precum Mexic și Taiwan, sunt de asemenea investigate modalități de utilizare a diferitelor specii invazive pentru a genera biocombustibili. Un exemplu este camalote sau zambila de apa (Eichhornia crassipes), o altă specie invazivă care crește rapid în corpurile de apă. Acest tip de plante este folosit pentru a produce biometan y etanol, oferind o soluție locală și durabilă la o problemă globală.

Utilizarea plantelor invazive reprezintă o oportunitate unică de a aborda problema poluării plantelor și, în același timp, generează energie curată. Aceste plante pot crește fără a fi nevoie de un management intensiv, făcându-le o sursă accesibilă și abundentă de biomasă.

Alte exemple de co-digestie: Ferme de fabrici din Europa

În Europa, în special în Spania, au fost realizate diverse proiecte de biogaz folosind deșeuri de la fermele industriale. În regiuni precum Castilla-La Mancha, unde contaminarea acviferelor cu nămol este o problemă în creștere, instalațiile de biogaz au fost folosite pentru a reduce impactul asupra mediului. Cu toate acestea, majoritatea acestor fabrici continuă să se confrunte cu provocări, cum ar fi necesitatea de a importa deșeuri din alte regiuni și costurile ridicate ale transportului deșeurilor organice.

În ciuda acestor provocări, biogazul s-a dovedit a fi o soluție viabilă pentru gestionarea nămolului și a altor deșeuri din creșterea intensivă a animalelor, care altfel ar fi foarte poluante.

În municipii ca Balsa de Ves, unde a fost instalată o instalație de biogaz în urmă cu peste un deceniu, a înregistrat o reducere a populației din cauza instalării acestor macroferme, arătând că, deși tehnologia biogazului este eficientă, trebuie luate în considerare și impactul social și economic.

Factori cheie pentru producția eficientă de biogaz

Succesul producției de biogaz depinde de mai mulți factori:

• Gestionarea deșeurilor: Garantați un flux constant de materii prime.
• Pre-tratament: Digestia anaerobă se îmbunătățește considerabil atunci când sunt efectuate pre-tratamente eficiente.
• Bilanțul energetic: Este esențial să se realizeze un bilanț energetic pozitiv pentru a asigura profitabilitatea proiectului.
• Reducerea impactului asupra mediului: Includeți practici care reduc la minimum emisiile de gaze cu efect de seră și poluanții.

În cele din urmă, co-digestia deșeurilor vegetale și animale este o soluție rentabilă, ecologică și eficientă pentru producția de biogaz. Pe măsură ce mai multe studii precum cele efectuate în Nigeria și China continuă să-și demonstreze fezabilitatea, este posibil ca această abordare să se extindă și în alte regiuni cu probleme similare.

Într-un context global în care atenuarea schimbărilor climatice este o prioritate, biogazul oferă o alternativă durabilă la combustibilii fosili, rezolvând în același timp alte probleme critice de mediu, cum ar fi gestionarea speciilor invazive.