Біогаз з інвазивних рослин і відходів птахівництва: чисте та ефективне рішення

Сьогодні існує кілька способів отримання енергії з відходів усіх типів. Використання відходів як ресурсів для виробництва енергії є хорошим способом заощадити на сировині та зменшити залежність від викопного палива, яке є серйозною екологічною проблемою через викиди вуглекислого газу.

Прикладом цього є мексиканський соняшник (Tithonia diversifolia), інвазивний вид у кількох регіонах світу, особливо в Африці, Австралії та на деяких островах у Тихому океані. Хоча ця рослина є загрозою для місцевих видів у цих районах, дослідники з Нігерії знайшли інноваційний спосіб її використання: виробництво біогазу. Змішуючи пташиний послід з мексиканськими відходами соняшнику, їм вдалося підвищити ефективність виробленого біогазу.

Виробляйте біогаз і підвищуйте ефективність

Виробництво біогазу з пташиного посліду та мексиканського соняшнику є великою перевагою. З одного боку, використовуються відходи з птахофабрик, що зменшує забруднення, яке вони створюють. З іншого боку, атакується важлива екологічна проблема: контроль інвазивних видів, таких як мексиканський соняшник, який витісняє місцеву флору.

Дослідження з виробництва біогазу з рослинних і тваринних відходів вже проводилися в Нігерії та Китаї. Ключем до цих досліджень є спільне травлення, тобто використання різних видів відходів для максимального виробництва біогазу. У цьому випадку дослідження, проведені Landmark University та Covenant University в Нігерії, опубліковані в журналі Енергетика та паливо, підтверджують, що мексиканський соняшник має великий потенціал для генерування біогазу в поєднанні з пташиним послідом і попередньої обробки.

Використання переваг цієї комбінації має подвійну користь, оскільки вона допомагає управляти відходами з птахофабрик і зупиняє розповсюдження рослини, яка вважається інвазивною в багатьох частинах світу. На думку експертів, Мексиканський соняшник витісняє місцеві види і вражає охоронювані природні території, що становить серйозну загрозу для біорізноманіття чутливих регіонів.

Попередня обробка: ключ до підвищення ефективності

Спільне зброджування органічних відходів не є новим процесом, але останні дослідження показали, що використання термолужна попередня обробка перед анаеробним зброджуванням значно покращує вихід біогазу. Ця попередня обробка полягає в піддаванні відходів високим температурам і специфічним умовам лужності, що полегшує розкладання складних органічних матеріалів і збільшує кількість утвореного метану, основного компонента біогазу.

Дослідження, проведене в Нігерії, показало, що продуктивність біогазу покращилася на до 54,44% завдяки використанню такої обробки порівняно з відходами, які не пройшли такий же процес. Тобто кількість отриманої енергії була значно більшою, коли використовувалася попередня обробка, що є важливим, якщо ми хочемо оптимізувати використання цих ресурсів для виробництва енергії з низьким викидом вуглецю.

Щоб отримати ці результати, було проведено енергетичний баланс, щоб визначити, чи була енергія, вкладена в процес, меншою за енергію, отриману в кінці його. Дані показали a позитивний енергетичний баланс, а значить, процедура вигідна. Відновлена ​​енергія значно перевищувала енергію, використану під час попередньої обробки, як у вигляді теплової, так і електричної енергії.

Значення відходів птахівництва у виробництві біогазу

L відходи птахівництва Вони відіграють важливу роль у виробництві біогазу в поєднанні з такими рослинами, як мексиканський соняшник. Однак важливо пам’ятати, що цей послід містить поживні речовини, які, якщо не поводитися належним чином, можуть завдати шкоди навколишньому середовищу. Серед цих забруднень є гормони, антибіотики, важкі метали та поживні речовини які можуть просочуватися в ґрунт і джерела води, викликаючи проблеми забруднення.

Використання цього типу відходів для отримання біогазу не тільки вирішує проблему його накопичення, але й пропонує вигідне та стійке рішення для виробництва енергії. Але одне з найважливіших висновків полягає в тому, що хоча сам по собі пташиний послід не є прибутковим, його поєднання з рослинною речовиною, як і мексиканський соняшник, значно підвищує свою рентабельність.

Вплив інвазійних рослин в інших регіонах

Використання інвазивних рослин для виробництва біогазу не є унікальним для Нігерії. В інших країнах, таких як Мексика та Тайвань, також досліджуються способи використання різноманітних інвазивних видів для виробництва біопалива. Прикладом є камалот або водяний гіацинт (водяного гіацинта), ще один інвазивний вид, який швидко росте у водоймах. Цей вид рослин використовується для виробництва біометані y етанол, пропонуючи локальне та стійке вирішення глобальної проблеми.

Використання інвазивних рослин являє собою унікальну можливість вирішити проблему проблема забруднення рослин і, в той же час, генерувати чисту енергію. Ці рослини можуть рости без необхідності інтенсивного управління, що робить їх доступним і багатим джерелом біомаси.

Інші приклади спільного травлення: заводські ферми в Європі

В Європі, особливо в Іспанії, були здійснені різні біогазові проекти з використанням відходів промислових ферм. У таких регіонах, як Кастилія-Ла-Манча, де забруднення водоносних горизонтів шламом є зростаючою проблемою, для зменшення впливу на навколишнє середовище використовувалися біогазові установки. Однак більшість із цих заводів продовжують стикатися з проблемами, такими як необхідність імпорту відходів з інших регіонів і висока вартість транспортування органічних відходів.

Незважаючи на ці проблеми, біогаз виявився життєздатним рішенням для управління гною та іншими відходами інтенсивного тваринництва, які в іншому випадку були б дуже забруднювачами.

У муніципалітетах на кшталт Бальза де Вес, де більше десяти років тому було встановлено біогазову установку, спостерігалося скорочення населення завдяки встановленню цих макроферм, що свідчить про те, що, незважаючи на ефективність біогазової технології, необхідно враховувати також соціальні та економічні наслідки.

Ключові фактори ефективного виробництва біогазу

Успіх виробництва біогазу залежить від кількох факторів:

• Утилізація відходів: Гарантія постійного надходження сировини.
• Попередня обробка: Анаеробне зброджування значно покращується, якщо проводиться ефективна попередня обробка.
• Енергетичний баланс: Вкрай важливо, щоб був досягнутий позитивний енергетичний баланс для забезпечення прибутковості проекту.
• Зменшення впливу на навколишнє середовище: Впроваджуйте методи, які мінімізують викиди парникових газів і забруднювачів.

Зрештою, спільне зброджування рослинних і тваринних відходів є рентабельним, екологічним і ефективним рішенням для виробництва біогазу. Оскільки все більше досліджень, подібних до тих, що проводилися в Нігерії та Китаї, продовжують демонструвати його здійсненність, цей підхід, ймовірно, пошириться на інші регіони з подібними проблемами.

У глобальному контексті, де пом’якшення наслідків зміни клімату є пріоритетом, біогаз пропонує стійку альтернативу викопному паливу, одночасно вирішуючи інші важливі екологічні проблеми, такі як управління інвазивними видами.