Danes obstaja več načinov za pridobivanje energije iz vseh vrst odpadkov. Uporaba odpadkov kot virov za pridobivanje energije je dobra metoda za varčevanje s surovinami in zmanjšanje odvisnosti od fosilnih goriv, ki zaradi izpustov ogljikovega dioksida predstavljajo resen okoljski problem.
Primer tega je mehiška sončnica (Tithonia diversifolia), invazivna vrsta v več regijah sveta, zlasti v Afriki, Avstraliji in na nekaterih otokih v Tihem oceanu. Čeprav je ta rastlina grožnja domorodnim vrstam na teh območjih, so raziskovalci v Nigeriji našli inovativen način za njeno uporabo: proizvodnjo bioplina. Z mešanjem perutninskih iztrebkov z mehiškimi sončničnimi odpadki jim je uspelo izboljšati učinkovitost proizvedenega bioplina.
Ustvarite bioplin in izboljšajte učinkovitost
Velika prednost je proizvodnja bioplina iz perutninskih iztrebkov in mehiških sončnic. Po eni strani se uporabljajo odpadki iz perutninskih farm, kar zmanjšuje onesnaževanje, ki ga povzročajo. Po drugi strani pa je napaden pomemben okoljski problem: nadzor invazivnih vrst, kot je mehiška sončnica, ki izpodriva lokalno floro.
Študije o proizvodnji bioplina iz rastlinskih in živalskih odpadkov so bile izvedene že v Nigeriji in na Kitajskem. Ključ do teh študij je soprebava, to je uporaba različnih vrst odpadkov za čim večjo proizvodnjo bioplina. V tem primeru študije, ki sta jih izvedli Landmark University in Covenant University v Nigeriji, objavljene v reviji Energija in goriva, potrjujejo, da ima mehiška sončnica velik potencial za ustvarjanje bioplina v kombinaciji s ptičjimi iztrebki in predhodno obdelano.
Izkoriščanje prednosti te kombinacije ima dvojno korist, saj pomaga upravljati z odpadki iz perutninskih farm in ustavi širjenje rastline, ki v mnogih delih sveta velja za invazivno. Po mnenju strokovnjakov, Mehiška sončnica izpodriva lokalne vrste in prizadene zavarovana naravna območja, ki predstavlja resno grožnjo biotski raznovrstnosti občutljivih regij.
Predhodna obdelava: ključ do izboljšanja učinkovitosti
Ko-prebava organskih odpadkov ni nov postopek, vendar so najnovejše študije pokazale, da uporaba termoalkalna predobdelava pred anaerobno presnovo bistveno izboljša izkoristek bioplina. Ta predobdelava je sestavljena iz izpostavitve odpadkov visokim temperaturam in posebnim pogojem alkalnosti, kar olajša razgradnjo kompleksnih organskih materialov in poveča količino proizvedenega metana, glavne sestavine bioplina.
Študija v Nigeriji je zaključila, da se je učinkovitost bioplina izboljšala za do 54,44% zahvaljujoč uporabi te obdelave v primerjavi z odpadki, ki niso bili podvrženi istemu postopku. To pomeni, da je bila količina pridobljene energije bistveno večja, če je bila uporabljena predobdelava, kar je bistveno, če želimo optimizirati uporabo teh virov za pridobivanje energije z nizkim ogljičnim odtisom.
Za pridobitev teh rezultatov je bila izvedena energetska bilanca, da bi ugotovili, ali je bila energija, vložena v proces, manjša od energije, pridobljene na koncu. Podatki so pokazali a pozitivno energijsko bilanco, kar pomeni, da je poseg donosen. Rekuperirana energija je močno presegla energijo, porabljeno v predobdelavi, tako v obliki toplotne kot električne energije.
Pomen perutninskih odpadkov pri proizvodnji bioplina
P perutninski odpadki V kombinaciji z rastlinami, kot je mehiška sončnica, igrajo bistveno vlogo pri proizvodnji bioplina. Vendar je pomembno vedeti, da ti iztrebki vsebujejo hranila, ki so lahko škodljiva za okolje, če z njimi ne ravnamo pravilno. Med temi onesnaževalci so hormoni, antibiotiki, težke kovine in hranila ki se lahko izpira v tla in vodne vire, kar povzroča težave z onesnaženjem.
Uporaba tovrstnih odpadkov za pridobivanje bioplina ne rešuje le problema njihovega kopičenja, ampak ponuja tudi donosno in trajnostno rešitev za proizvodnjo energije. Toda ena najpomembnejših ugotovitev je, da medtem ko sami perutninski iztrebki niso dobičkonosni, njegova kombinacija z rastlinsko snovjo, tako kot mehiška sončnica, bistveno poveča svojo donosnost.
Vpliv invazivnih rastlin v drugih regijah
Uporaba invazivnih rastlin za proizvodnjo bioplina ni edinstvena za Nigerijo. V drugih državah, kot sta Mehika in Tajvan, prav tako preiskujejo načine za uporabo različnih invazivnih vrst za pridobivanje biogoriv. Primer je kamalota ali vodna hijacinta (Eichhornia crassipes), še ena invazivna vrsta, ki hitro raste v vodnih telesih. Ta vrsta rastlin se uporablja za proizvodnjo biometan y etanola, ki ponuja lokalno in trajnostno rešitev globalnega problema.
Uporaba invazivnih rastlin predstavlja enkratno priložnost za obravnavo problem onesnaževanja rastlin in hkrati ustvarjajo čisto energijo. Te rastline lahko rastejo brez potrebe po intenzivnem upravljanju, zaradi česar so cenovno dostopen in obilen vir biomase.
Drugi primeri soprebave: tovarniške kmetije v Evropi
V Evropi, zlasti v Španiji, so bili izvedeni različni bioplinski projekti z uporabo odpadkov iz industrijskih kmetij. V regijah, kot je Castilla-La Mancha, kjer je onesnaženje vodonosnikov z gnojevko vedno večji problem, so bile za zmanjšanje vpliva na okolje uporabljene bioplinske naprave. Vendar se večina teh obratov še naprej sooča z izzivi, kot je potreba po uvozu odpadkov iz drugih regij in visoki stroški prevoza organskih odpadkov.
Kljub tem izzivom se je bioplin izkazal kot izvedljiva rešitev za ravnanje z gnojevko in drugimi odpadki iz intenzivne živinoreje, ki bi sicer zelo onesnaževala.
V občinah kot Balsa de Ves, kjer je bila pred več kot desetletjem postavljena bioplinska naprava, se je število prebivalcev zmanjšalo zaradi postavitve teh makro kmetij, kar kaže, da je treba upoštevati tudi socialne in gospodarske učinke, čeprav je tehnologija bioplina učinkovita.
Ključni dejavniki za učinkovito proizvodnjo bioplina
Uspeh proizvodnje bioplina je odvisen od več dejavnikov:
- Ravnanje z odpadki: Zagotoviti stalen pretok surovin.
- Predobdelava: Anaerobna presnova se znatno izboljša, če se izvajajo učinkovite predhodne obdelave.
- Energijska bilanca: Ključnega pomena je, da se doseže pozitivna energetska bilanca, da se zagotovi donosnost projekta.
- Zmanjšanje vpliva na okolje: Vključite prakse, ki zmanjšujejo emisije toplogrednih plinov in onesnaževal.
Navsezadnje je so-prebava rastlinskih in živalskih odpadkov stroškovno učinkovita, ekološka in učinkovita rešitev za proizvodnjo bioplina. Ker več študij, kot so tiste, izvedene v Nigeriji in na Kitajskem, še naprej dokazuje njegovo izvedljivost, se bo ta pristop verjetno razširil na druge regije s podobnimi težavami.
V globalnem kontekstu, kjer je blažitev podnebnih sprememb prednostna naloga, ponuja bioplin trajnostno alternativo fosilnim gorivom, hkrati pa rešuje druge kritične okoljske probleme, kot je upravljanje z invazivnimi vrstami.
Bilo je zelo koristno. Človeštvu primanjkuje ekološke kulture. Hvala