Nad technologią uszlachetniania biogazu do jakości biometanu pracują naukowcy Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie. Jeśli badania się powiodą, ich rozwiązanie pozwoli w pewnym stopniu uniezależnić się od dostaw gazu nie tylko z Rosji.
Biogaz to mieszanka gazowa powstająca w przyrodzie podczas procesów gnilnych, zawierająca przede wszystkim znany powszechnie palny metan oraz dwutlenek węgla. Jej źródłem mogą być wszelkiego rodzaju odpady biologiczne, np. rolnicze (obornik, gnojowica), powstające w czasie produkcji żywności, lub po prostu odpady żywności. Również składowiska odpadów to naturalne wytwórnie biogazu. Uszlachetnianie to proces usuwania z niego dwutlenku węgla.
Biogaz jest produktem gazowym o zawartości metanu od ok. 50% do 70%. Wykorzystuje się go do zasilania agregatów kogeneracyjnych i wytwarzania energii elektrycznej. Taka forma jego zastosowania, chociaż powszechna, nie jest jednak optymalna po względem energetycznym. Uszlachetnienie obniża wartość energetyczną biogazu.
Uszlachetniony biogaz zawiera do 99% metanu i ma o 40–50% większą wartość kaloryczną niż gaz-surowiec. Może być wtłaczany do sieci gazowniczej. Może być także sprężany jak gaz ziemny i używany jako paliwo do napędzania pojazdów. Jest to obecnie najbardziej preferowana i przyszłościowa pod względem energetycznym forma wykorzystania biogazu – przekonuje prof. Marcin Zieliński z Katedry Inżynierii Środowiska na Wydziale Geoinżynierii UWM.
Zespół pod jego kierunkiem, zastanawiając się nad prostym i tanim sposobem uszlachetniania biogazu dla podniesienia jakości energetycznej, postawił na osady pościekowe. Dlaczego? Bo zagospodarowanie osadów z oczyszczalni stanowi dziś olbrzymi problem. Częściowo wykorzystywane są do użyźniania gleby (ale nie pod produkcję żywności) i do rekultywacji terenów zdegradowanych. Osady pościekowe trzeba kondycjonować np. tlenkiem wapnia, czyli, mówiąc prościej, posypywać wapnem, żeby pozbawić je nieprzyjemnego zapachu. Na dodatek ich ilość w oczyszczalniach ścieków stale wzrasta. W 2019 r. w polskich oczyszczalniach wytworzono ponad milion ton suchej masy osadów. Dwutlenek węgla reaguje z wapnem. A osady pościekowe wapnem się stabilizuje. Badacze z Kortowa postanowili wykorzystać właściwości obu tych surowców.
Nic się nie zmarnuje
W toku badań opracowali sorbent składający się głównie z ustabilizowanych osadów pościekowych i paru innych dodatków, który oczyszcza biogaz do mieszaniny zawierającej aż 99% metanu i poniżej 1% CO2. Taki gaz nadaje się już i do sieci, i do napędzania silników w pojazdach. Co więcej, przefermentowane odpady można wykorzystać do dalszego przetwarzania, np. do użyźniania i rekultywacji gleb. Wszystko więc wpisuje się w zasady gospodarki obiegu zamkniętego.
Próby laboratoryjne z uszlachetnianiem biogazu dały bardzo dobre wyniki. Obecnie zespół prof. Zielińskiego pracuje nad zwiększeniem wydajności procesu uszlachetniania biogazu i przygotowaniem reaktora do jego przeprowadzania w warunkach operacyjnych. Będzie on prototypem do prac nad modelem wdrożeniowym.
Biogaz – paliwo polityczne
Czy biogaz z lokalnych biogazowni uszlachetniany metodą kortowskich uczonych może uniezależnić Polskę od gazu rosyjskiego?
W całości nie, ale na pewno biogaz może stać się ważnym, uzupełniającym źródłem zaopatrzenia. Dużo w tym względzie będzie zależeć od ceny gazu na świecie. A opłacalność naszej metody w dużym stopniu zależy od światowych cen gazu. Im będą wyższe, tym nasz biogaz potrzebniejszy – kończy prof. Zieliński.
Badania naukowców UWM są finansowane z ministerialnego programu „Inkubator Innowacyjności 4.0”.
Lech Kryszałowicz, źródło: UWM