バイオガスは、酸素の不在下で動物または植物の有機物の発酵によって生成されるガスです。
この発酵はメタン化とも呼ばれ、自然（沼地）または有機廃棄物を含む埋め立て地で自発的に起こりますが、消化槽（下水汚泥、産業または農業の有機廃棄物などを処理するため）で人工的に引き起こすこともあります。
バイオガスは、基本的にメタン(通常 50 ～ 70%) と二酸化炭素で構成され、可変量の水と硫化水素(H 2 S) を含む混合物です。汚染に由来する他の化合物は、特に埋め立て地からのバイオガスに見られることがあります。
バイオガスエネルギーはメタンのみから得られます。つまり、バイオガスは非常に一般的な化石エネルギーである天然ガスの再生可能な形態であり、天然ガスには基本的にメタンだけでなくブタン、プロパン、その他の元素も含まれています。バイオメタンという用語も使用できます。
バイオガスの生成には温度に応じて 3 つの範囲があります。
- 15～25℃：好冷性
- 25～45℃：中温性
- 45～65℃：好熱性
中温性消化槽は温帯で最もよく使用されます（38℃で）。
メタンはその燃焼によって生成される二酸化炭素(CO 2 ) よりもはるかに強力な温室効果ガスであるため、埋め立て地によって生成されるバイオガスの回収はさらに興味深いものです。
バイオガス源
バイオガスは、発酵性廃棄物のメタン化または嫌気性消化の結果として生成されます。最も一般的なバイオガスの発生源は、自発的または非自発的な有機物の貯蔵に由来します。
- 埋め立て地。バイオガス含有量は、動作モードの厳密さに応じて多かれ少なかれ高くなります。フランスでは、埋立地のバイオガスの回収が長年にわたって義務付けられてきました。そのエネルギー回収は義務であるべきです。フレアによる単純な破壊はその場しのぎにすぎません。これは、回収して大規模な埋め立て地で使用できる数千 m3/h のメタンを意味します (1 m3 メタン = 1リットルのガソリン!)。
- 腐敗しやすい廃棄物の選択的収集により、特定のバイオリアクター (消化装置) を使用した埋立地よりも迅速なメタン化が可能になります。
- 下水処理場から出る汚泥。嫌気性消化により有機化合物が除去され、ステーションは多かれ少なかれエネルギーを自給自足できるようになります。
- 家畜排水。規制により、4 か月を超える容量の排水貯蔵設備 (スラリー、肥料) が義務付けられています。この保管時間は、廃液のメタン化に使用できます。これは動物の糞尿だけでなく、作物やサイレージの残渣、酪農廃液、市場からの撤退、芝生などの他の農業廃棄物にも関係します。
- 農業食品産業からの廃液もメタン化することができます。その目的は主に、エネルギー回収を伴う可能性のある、多すぎる有機材料の拒否を回避することです。
温室
バイオガスは本質的に、非常に重要な温室効果ガスであるメタンで構成されています。その燃焼により二酸化炭素が生成され、これも温室効果ガスですが、その影響ははるかに小さいです。温室効果という観点から見ると、メタン (CH4) 1分子は二酸化炭素 (CO2) 21 分子に相当します。
利点 – 用途
バイオガスを燃料として有効活用する利点は次のとおりです。
- 上で述べたように、温室効果ガス排出量の削減。
- しかし、他の外来エネルギー (化石や原子力) を置き換えることによって、エネルギー費用を節約したり、エネルギーを販売したりする事業者に収入をもたらすこともできます。
バイオガスの用途はさまざまです。
- 最も一般的な方法は、ガスエンジンまたは小型タービンで燃焼させ、送電網(ドイツでは 3000 以上の施設) に注入される電力を生成し、多くの場合コージェネレーションで熱を供給することです。
- 燃料を消費する産業（火力発電所、セメント工場、集合ボイラー室など）が近くにある場合、バイオガスを燃料として供給できます。
- また、温室を加熱して CO 2を豊富にするために、温室でもよく使用されます。
- これは、化石燃料であるネットワークからの天然ガスに代わるCNG車の燃料として使用されます。これは、捕虜車両 (バス、ゴミ収集車など) やバイオガス燃料、さらには個々の車両 (スイスやスウェーデン) にも電力を供給します。
- 天然ガスネットワークに注入することもできます。ネットワークが生産点に十分近い場合、これは最高のエネルギー効率を提供するソリューションです。この解決策は、EDF への再生可能電力の注入と同様に、ガス団体からの抵抗に直面しています。
- バイオガスに含まれるメタンを改質して、再生可能な水素またはバイオ水素を形成することもできます。
最後の 2 つのケースでは、CO 2 、水、および硫黄化合物が抽出されて、ネットワーク内の化石天然ガスの代わりに使用できる 96% 以上の CH 4で構成されるガスが得られます。他の用途では、メタンを 60% 含むガスで十分であるため、その精製には不必要な出費がかかります。次に、汚染、腐食、臭気の問題を引き起こす不純物、特に硫黄化合物を除去します。
マリでは、バイオガスが持続可能な方法で家庭用エネルギーをどの程度生産できるかを確認するために、遠隔地や大部分が文盲の人々を対象にパイロットプロジェクトが実施されました。必要な機器（ガスメーター、消化釜）の製造を担当できる地元の職人の訓練と、機器のメンテナンスに関する家族の訓練により、バイオガスは木材燃料の使用に代わる実行可能な代替手段となり得ることが経験からわかっています。食事を調理し、他のエネルギー投入（特に冷凍）を通じて生活条件を改善します。木質資源への圧力は減少し、生産された堆肥は農業の土壌肥料として使用されました。システムの導入には依然として財政的支援が必要（設備、設置、訓練） ケイズ地域（マリ）の 4 つの自治体におけるバイオガスの生産と利用
参考文献
- バイオメタン、エディスッド/代替エネルギー、「ソフト テクノロジー」コレクション、1979 年、バーナード ラグランジュ。 2巻:
- 1. 信頼できる代替案(ISBN 2-85744-040-5) 1
- 2.原則。技術的使用、 (ISBN 2-85744-041-3) 2
- バイオメタンに関するこの第 2 巻では、メタン生成発酵、精製手段としての連続消化、バッチ消化とバイオメタンの生成、ガスとその応用、消化流出物の使用について説明します。
- ベルトラン・ドゥ・ラ・ファージュ、バイオガス。メタン発酵プロセス、1995 年、編。マソン、237ページ。