1. Verzameling organische stof:
- De productie van biogas begint met het verzamelen van organische materialen zoals dierlijke mest, voedselafval, gewasresten en afvalwater. Deze materialen zijn rijk aan biologisch afbreekbare componenten die tijdens anaerobe vergisting door micro-organismen kunnen worden afgebroken.
2. Anaerobe vergisting:
- Het verzamelde organische materiaal wordt in een afgesloten, zuurstofvrije omgeving geplaatst, een zogenaamde vergister. Anaerobe bacteriën en micro-organismen gedijen in deze zuurstofarme toestand en breken het organische materiaal af via een proces dat bekend staat als anaerobe vertering.
- Tijdens dit proces ondergaat het organische materiaal een reeks chemische reacties, waaronder hydrolyse, acidogenese, acetogenese en methanogenese. Deze reacties zetten de complexe organische verbindingen om in eenvoudiger componenten, wat uiteindelijk resulteert in de productie van biogas.
3. Biogassamenstelling:
- De belangrijkste componenten van biogas zijn methaan (CH4), koolstofdioxide (CO2), waterstofsulfide (H2S) en sporenhoeveelheden van andere gassen. Methaan is de primaire energiedrager in biogas en is verantwoordelijk voor de brandbaarheid en energie-inhoud ervan.
4. Biogasreiniging en -upgrade:
- Het ruwe biogas dat wordt geproduceerd tijdens de anaerobe vergisting bevat onzuiverheden zoals H2S, waterdamp en fijnstof. Om een efficiënt gebruik van biogas voor de opwekking van elektriciteit te garanderen, ondergaat het verschillende reinigings- en opwaarderingsprocessen.
- H2S wordt verwijderd omdat het corrosief is en apparatuur kan beschadigen. Waterdamp en deeltjes worden ook verwijderd om verstopping te voorkomen en een soepelere werking te garanderen.
- Het opwaarderen van het biogas impliceert het verhogen van de concentratie van methaan door het verwijderen van CO2 en andere sporengassen. Dit resulteert in biogas van hogere kwaliteit met een hogere energie-inhoud.
5. Elektriciteitsopwekking:
- Het gereinigde en opgewaardeerde biogas wordt naar een biogasgenerator geleid, wat in wezen een verbrandingsmotor is die is aangepast om op biogas te draaien in plaats van op conventionele brandstoffen zoals diesel of benzine.
- In de generator wordt het biogas verbrand en de resulterende warmte en druk drijven een zuiger aan, waardoor de lineaire beweging wordt omgezet in een roterende beweging.
- De roterende beweging van de as die met de zuiger is verbonden, wordt gebruikt om een generator aan te drijven die de mechanische energie omzet in elektrische energie.
6. Stroomverdeling:
- De elektrische energie die door de biogasgenerator wordt geproduceerd, kan direct worden gebruikt om nabijgelegen faciliteiten van stroom te voorzien of kan aan het elektriciteitsnet worden geleverd voor distributie naar een groter gebied.
7. Overtollig warmtegebruik:
- Naast elektriciteitsopwekking kunnen biogasinstallaties ook gebruik maken van de overtollige warmte die vrijkomt tijdens het verbrandingsproces. Deze warmte kan worden opgevangen en gebruikt voor verschillende doeleinden, zoals ruimteverwarming, warmwateropwekking of industriële processen, waardoor de algehele energie-efficiëntie van het biogasproductiesysteem wordt gemaximaliseerd.
Over het geheel genomen omvat de productie van biogas voor de opwekking van elektriciteit de anaerobe vergisting van organisch materiaal om biogas te produceren, het reinigen en opwaarderen van het biogas, en het gebruiken ervan als brandstof in een biogasgenerator om elektriciteit op te wekken. Het is een hernieuwbare en duurzame manier om organisch afval om te zetten in schone energie.
