Una de las fuentes de energía renovable es el biogás. Su formación no parece complicada. Por otro lado, el uso de biogás, así como la producción de energía con su ayuda, brinda una muy buena oportunidad para aumentar la eficiencia de una planta combinada de calor y energía. Vale la pena ver exactamente cómo se produce el biogás, cómo se ve la composición del biogás y cuál es su aplicación exacta.
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Biogás: qué es y su composición.
El biogás no es más que una mezcla de gases, cuya formación se atribuye a la fermentación anaeróbica o anaeróbica. La mayoría de las veces surge del sector agrícola, porque las plantas, las heces de animales y otros compuestos orgánicos se descomponen. También incluyen residuos biodegradables. Por tanto, es una energía renovable, cuya producción tiene un efecto extremadamente beneficioso sobre el medio natural. La formación de biogás contribuye, entre otras cosas, a reducir el número de vertederos.
La composición del biogás incluye principalmente metano y dióxido de carbono. Sin embargo, la composición exacta de los gases y su porcentaje depende de la composición del biogás. A este respecto, hay tres grupos de sustratos a partir de los cuales tiene lugar la producción de biogás. El primer grupo incluye los residuos domésticos, que generan el llamado gas de vertedero. Este tipo de residuos produce biogás, cuyo componente principal es metano (hasta un 60%) y dióxido de carbono (hasta un 40%). Además, los gráficos muestran vapor de agua, nitrógeno y oxígeno.
Un porcentaje mucho mayor de metano se produce como resultado de la fermentación de los residuos agrícolas, así como de los residuos generados durante el funcionamiento de las plantas de tratamiento de aguas residuales. En estos casos, la producción de metano alcanza hasta el 75% y de dióxido de carbono del 20 al 30%. También cabe mencionar que dependiendo de los residuos agrícolas o de vertedero, la composición del biogás puede contener sulfuro de hidrógeno y silicatos en forma de lodos. Si aparece sedimento, debe eliminarse ya que se trata como una impureza.
¿Cómo se produce el biogás?
Para comprender cómo es la producción de biogás, debemos volver a los tres sustratos principales que tienen una gran influencia en la composición final del biogás. Hay que tener en cuenta que la producción de biogás es un proceso natural que se puede ver en todo vertedero municipal. Sin embargo, para que los residuos generen energía renovable, la producción debe realizarse de manera controlada.
Por tanto, podemos distinguir tres tecnologías de generación de biogás, que incluyen:
- Producción de biogás agrícola: la mayoría de las veces se encuentran cerca de grandes áreas con cultivos o cría de animales. La composición del biogás está influenciada por un sustrato como la biomasa vegetal, los purines o los desechos de la producción animal o vegetal (fábricas de azúcar, mataderos). La formación de biogás agrícola, así como de fertilizantes orgánicos, a menudo no es solo el resultado de los desechos agrícolas. También cabe mencionar los cultivos especiales de plantas como el maíz, la remolacha azucarera o la remolacha forrajera, de los que se obtiene el porcentaje de metano.
- Producción de biogás a partir de residuos municipales: la energía renovable generada de esta manera, y más precisamente su cantidad, depende de la composición exacta del sustrato. Desafortunadamente, esta es una información ambigua, por lo tanto, de un relleno sanitario de 1 tonelada, es posible obtener de 200 a 500 m3 de biogás. El mejor efecto parece ser un vertedero que consiste en desechos orgánicos, o principalmente desechos orgánicos.
- Producción de biogás a partir de plantas de tratamiento de aguas residuales: en este caso, se utilizan lodos de depuradora, que se forman como resultado de tecnologías biológicas de tratamiento de aguas residuales. Sin embargo, debido a la composición muy diversa del sedimento, que también puede ser peligroso para el ser humano, conviene someterlo a fermentación aeróbica o anaeróbica. Es precisamente en el caso de la fermentación sin uso de oxígeno que estamos ante la formación de biogás. Si está buscando más consejos, consulte también artículos sobre fuentes de energía renovables recopilados aquí.
El poder calorífico del biogás y su aplicación
La energía renovable en forma de biogás es uno de los combustibles con mayor poder calorífico. El poder calorífico del biogás es incluso de 23 MJ / m3. A modo de comparación, el poder calorífico de la hulla oscila entre 22 y 27 MJ / m3, dependiendo de su calidad. Los combustibles como la paja, los pellets de madera o la madera seca tienen un poder calorífico mucho menor. En consecuencia, el biogás es un combustible más rentable que la biomasa. En cuanto al combustible más calorífico, el poder calorífico del gasóleo para calefacción es el más alto, ya que supera los 40 MJ / m3.
El uso de biogás agrícola, vertedero o fermentación de lodos de depuradora es realmente muy amplio. Gracias a ella se puede generar electricidad o calor. En lo que respecta a la producción de electricidad, se utilizan para ello motores especiales de combustible dual o turbinas eléctricas. Por otro lado, el uso de biogás para la producción de energía térmica es posible con calderas debidamente adaptadas. Este tipo de instalación debe necesariamente adaptarse a este tipo de combustible.
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El biogás, junto al gas natural, también se usa ampliamente en plantas combinadas de calor y energía. La cogeneración es una tecnología de producción que produce no solo electricidad, sino también calor. En procesos de este tipo, existe una amplia aplicación de fuentes de energía renovables. La cogeneración evita la pérdida de energía térmica, que se trata como residuo en las centrales eléctricas tradicionales. Vale la pena agregar que la electricidad se genera de esta manera de manera mucho más eficiente.
Por tanto, la cogeneración permite el suministro de diversas instalaciones con una demanda muy elevada de energía térmica. Hay que tener en cuenta que la cogeneración es una solución bastante innovadora. Sin embargo, a escala europea, la electricidad y el calor como resultado de este tipo de procesos representan aproximadamente el 10% de las acciones. Desafortunadamente, este tipo de instalación todavía no está disponible para edificios residenciales unifamiliares.
Energía renovable versus biomasa y energía geotérmica
El biogás no es el único tipo de combustible que pertenece a las fuentes de energía renovables. Sin embargo, cabe recordar que gracias a ella es posible obtener electricidad y calor al mismo tiempo. La cogeneración parece ser una solución cada vez más popular, también conocida como energía verde. Sin embargo, además del biogás agrícola, también podemos ocuparnos de otras fuentes de energía renovable. Estos incluyen, entre otros, la energía geotérmica y la biomasa.
Otras fuentes de energía renovable:
- Biomasa - al mismo tiempo puede ser un combustible directo para la obtención de energía térmica. Una instalación en forma de, por ejemplo, una caldera de pellets o una caldera de gasificación está adaptada para este propósito. La instalación de biomasa también se puede distinguir por calderas con combustión superior o inferior. Además, la biomasa también se puede tratar como sustrato para la producción de biogás.
- Energía geotérmica: es la energía térmica extraída del interior de la tierra, el suelo o el agua contenida en las rocas. La energía geotérmica es el tipo de energía más difícil de obtener, pero con una eficiencia muy alta. La instalación es sumamente cara y la posibilidad de su instalación depende de las condiciones geológicas y geomorfológicas. La energía geotérmica también es una forma extremadamente costosa de generar calor o electricidad debido al trabajo de perforación involucrado, a menudo de considerable profundidad.
