Niemieccy naukowcy pracują nad fermentacyjnymi metodami produkcji biogazu

Zespół z Fraunhofer Institute zaprezentował nową pilotażową elektrownię, która dzięki ogniwom paliwowym jest w stanie przetworzyć gaz uzyskany w całości z odpadów na energię elektryczną. Na chwilę obecną dysponuje ona mocą wyjściową na poziomie 1,5 kilowata. Elementem koncepcji jest również system przygotowania surowca do produkcji biogazu.

Naukowcy z niemieckiego Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems zaprezentowali proces wstępnej obróbki odpadów rolniczych, jak łodygi kukurydzy. Tak przygotowany materiał może następnie zostać przetworzony z wykorzystaniem konwencjonalnego procesu fermentacji. W oparciu o tę technologię możliwe ma być, według jej autorów, stworzenie pierwszej elektrowni na biogaz, która w całości zasilana byłaby odpadami zamiast surowcami jadalnymi.

Michael Stelter, dyrektor zespołu badawczego Fraunhofer twierdzi, że nowy proces wstępnej obróbki przyspiesza fermentację z 80 do ledwie 30 dni , a przy tym pozwala uzyskać nawet 30 procent więcej biogazu niż w przypadku stosowania konwencjonalnych technologii.

Odpady rolnicze nie mogą być poddawane fermentacji bezpośrednio, gdyż zawierają celulozę. Dopiero opracowana przez naukowców z Fraunhofer technologia umożliwia wykorzystanie ich w elektrowniach na biogaz.

Proces rozpoczyna się od rozdrobnienia materiału i obmycia go wodą zawierająca sole oraz kwasy. Tak przygotowana biomasa (w postaci szlamu) jest następnie umieszczana w reaktorze, gdzie zostaje poddana procesowi hydrolizy. W reaktorze tym celuloza ulega rozdrobnieniu, by mikroorganizmy mogły ją przetworzyć.

Następnie, materiał wystawiany jest na działanie fal ultradźwiękowych o dużym natężeniu tak, by ostatecznie zniszczyć strukturę komórek tworzących biomasę. Tak przygotowany materiał jest gotowy, by umieścić go w zbiorniku fermentacyjnym.

Stelter porównał proces wstępnej obróbki do przeżuwania jedzenia przed połknięciem. „Przeżuwanie skraca czas procesu fermentacji biomasy o przeszło 50 procent, a do tego otrzymuje się więcej biogazu.” – stwierdził Stelter

W pilotażowej elektrowni pozyskanym biogazem zasilono wysokotemperaturowe ogniwa paliwowe o sprawności od 40 do 55 procent. Stelter przekonuje, że rozwiązanie to jest o wiele efektywniejsze niż silniki gazowe, które osiągają sprawność do 38 procent.

Nowa elektrownia biogazowa może wykorzystywać nie tylko odpady rolnicze, ale i szlam pochodzący z oczyszczalni ścieków. Jednakże, według Steltera, w takiej sytuacji elektrownia musiałaby być większa. „Rozsądna moc elektrowni wykorzystującej odpady z oczyszczalni ścieków, to około 500 kilowatów.” – stwierdził.

Stelter wierzy jednak, że stworzenie większej wersji jego elektrowni nie jest trudne. „Jeśli ktoś planuje obecnie większą elektrownię na biogaz, produkującą około 200 do 500 kilowatów energii, jesteśmy gotowi do dyskusji.” – stwierdził.

(lk)