Znaczenie energii odnawialnej wzrasta na całym świecie. Rozszerzone metody walki ze zmianami klimatycznymi wspierają obszar decyzyjny w tym zakresie.

Będą one miały również trwałe znaczenie szczególnie dla wykorzystania biomasy, która w rozwojowym sektorze czystej energii była trzecim najważniejszym źródłem elektrycznej energii odnawialnej we Francji w 2013 r. (w 2012 r. – czwarte miejsce). Obok naturalnych paliw stałych (drewno) oraz płynnych (olej roślinny wykorzystywany w elektrowniach cieplnych) udział biogazu w 2013 r. wynosił 35 % – z mocną tendencją rosnącą.

W zasadzie wszystkie rośliny zielone oraz ich części nadają się do produkcji biogazu. Różnią się one jednak znacznie pod względem wydajności w związku ze specyficzną budową. Ponadto – biorąc pod uwagę wydajność z hektara, która staje się coraz ważniejsza – rośliny energetyczne muszą być wykorzystywane w całości. Buraki cukrowe oraz ich produkty uboczne takie jak: wysłodki, liście czy melasa buraczana stały się we Francji w ostatnich dwóch latach ważnym źródłem produkcji biogazu. Produkcja buraków cukrowych w tym kraju wyniosła w roku bieżącym 33,170 mln ton i była o 910,000 ton większa niż wcześniejsze prognozy. Jedną z firm która postanowiła wykorzystać ten wielki buraczany potencjał Francji do produkcji biogazu jest Finaxo Environement która razem z firmą Téréos postanowiła zbudować w Amiens, w północno-wschodniej Francji nową biogazownię wykorzystującą innowacyjną metodę pyrogazyfikacji melasy z buraka cukrowego w celu uzyskania energii cieplnej oraz elektrycznej.  Już od 2004 r. firma Finaxo Environement w ramach programu hodowlanego kukurydzy na cele energetyczne prowadziła badania mające na celu udoskonalenie odmiany kukurydzy energetycznej, biorąc za podstawę przyrost masy ze szczególnym nastawieniem na zawartość celulozy, która z uwagi na uzysk energii z hektara niesie ze sobą znaczne korzyści. Jednak w trakcie badań ustalono, że kukurydza nie może być ulepszona pod względem zawartości tłuszczów czy protein, a dalszy wzrost zawartości skrobi powoduje zdrewnienie rośliny, co jest efektem niepożądanym przy wykorzystaniu kukurydzy w procesie wytwarzania biogazu. W związku z tymi utrudnieniami w procesie wytwarzania biogazu z kukurydzy, w zarządzie firmy podjęto decyzję o budowie biogazowni która miała wykorzystywać zarówno bulwy jak i melasę buraczaną do wytwarzania biogazu w procesie tzw. szybkiej pyrogazyfikacji. 

 

Stopień konwersji oraz czas rozkładu różnych substancji

MEDIUM STOPIEŃ ROZKŁADU (W %) CZAS KONWERSJI
Czysta glukoza 100 Kilka godzin
Czysta skrobia 100 Kilka godzin
Tłuszcz surowy 100 Kilka godzin
Białko surowe 90 Kilka godzin do kilku dni
Włókno surowe 54 Kilka miesięcy
ADF 51 Kilka miesięcy
NDF 57 Kilka miesięcy
Hemiceluloza 65 Kilka miesięcy
Celuloza 75 Kilka tygodni
Lignina 0 brak

temat miesiaca_biogazownie_ioze2W metodzie tej występuję bardzo szybki transfer ciepła o temperaturze od 600 do 900°C do środka melasy po to by ją spalić i uzyskać użyteczną energię przy jednoczesnym braku tlenu. Oprócz biogazu, jako produkt uboczny wytwarzany jest nawóz bogaty w potas. Burak cukrowy charakteryzuje się optymalnym stopniem rozkładu i najkrótszym czasem konwersji, ponieważ obecnie do 75% jego masy organicznej składa się z sacharozy. W instalacjach biogazowych tzw. szczyt gazowy osiągany jest już po 12 godzinach od załadowania buraków cukrowych do komory fermentacyjnej. W przypadku kukurydzy szczyt gazowy osiągany jest po ok. 12 dniach. Całkowity rozkład buraka następuje po 15 dniach, podczas gdy w przypadku kukurydzy potrzeba na to przynajmniej 90 dni. Wydajność energii z hektara buraków cukrowych jest przynajmniej o 20% większa niż w przypadku kukurydzy energetycznej (55 ton/ha kukurydzy wobec 70 ton/ha buraka cukrowego). Jeśli dorzucimy jeszcze liście buraczane to ta przewaga w wydajności energii z buraków cukrowych jest jeszcze większa. Porównując natomiast koszty własne substratów, należy stwierdzić, że koszt uzyskania substratu z buraka cukrowego jest o 10% większy niż w przypadku kukurydzy biorąc pod uwagę cenę minimalną buraka oraz bieżącą cenę kukurydzy oraz przy założeniu, że wydajność energetyczna buraka jest o 20 % większa przy mniejszej o 25 % zawartości suchej masy). Także analiza kosztów fermentacji – gdzie główną rolę odgrywa jej czas w ściśle określonym miejscu oraz czas magazynowania rozpuszczonego substratu w komorze fermentacyjnej – pokazuje, że to przy przetwarzaniu buraka cukrowego redukcja kosztów wynosi nawet 30% w stosunku do przetwarzania kukurydzy w celu uzyskania biogazu.

Już pierwsze testy przeprowadzone na melasie buraczanej przez Philippe Roux, Menadżera Projektu z firmy Téréos, potwierdziły opłacalność budowy takiej biogazowni przy czym badania wykazały ponad 20% oszczędność energii w porównaniu do ilości energii uzyskiwanej przy produkcji biogazu z kukurydzy energetycznej. Nie bez znaczenia był również fakt, że ilość węgla uwalnianego do atmosfery  zmniejsza się o 35,000 ton. Firma Téréos jest również potentatem w produkcji bioetanolu. Zarówno firma we Francji  jak i jej dwie filie w Czechach oraz Guarani w Brazylii wyprodukowały w 2008 roku łącznie 772 mln litrów bioetanolu. Obecnie ilość melasy cukrowej który biogazownia w Amiens przetwarza jest na poziomie 5 ton na godzinę.  W innej biogazowni, w miejscowości Origny wykorzystuje się mieszankę kukurydzy i buraka cukrowego co prowadzi do uzyskania dodatkowych korzyści w eksploatacji biogazowni w związku z lepszym stopniem rozkładu kwasów oraz przyspieszonej reaktywności fermentatora.  Również inne substraty takie jak: organiczne odpadki zwierzęce, płynne odchody z gospodarstw rolnych, odpady i nieczystości pochodzące z procesów przetwórczych w miastach, substancje plastyczne czy opony mogą być używane efektywnie w procesie pyrogazyfikacji.

Źródło: swiatrolnika.com.pl