FARMAGAS isi propune sa transforme fermele romanesti in producatori de electricitate si caldura

_Ing. Cleo BALTAC, director proiect
Proiectul FARMAGAS, cofinanțat de Uniunea Europeană, în cadrul programului Energie Inteligentă pentru Europa (IEE), are ca obiectiv promovarea producerii biogazului din deșeuri agricole în Polonia, Ungaria și România. Aceste țări cu potential ridicat pentru producția energetică din biomasă, datorită suprafețelor agricole extinse, au printre cele mai mici producții de biogaz din Europa.

---

_Ce este și cum se obține biogazul?
Biogazul este produsul descompunerii materialelor organice de către consorții de bacterii, în absența oxigenului. Este un amestec de gaze cu o compoziție variabilă, în funcție de materialul degradat și condițiile în care are loc procesul. Principalele componente ale biogazului sunt metanul (50-70% vol.), dioxidul de carbon (25-45% vol.), vaporii de apă (2-7% vol. la temperaturi între 20 și 40°C), acidul sulfhidric (0,002-2% vol.) și urme de azot, hidrogen și oxigen. Datorită conținutului ridicat de metan, acest gaz poate fi utilizat în motoare Otto și Diesel, cuplate cu generatoare, pentru a produce energie electrică și căldură. Metanul din biogaz poate fi purificat și injectat în rețeaua de gaze naturale sau comprimat și folosit ca și combustibil pentru vehicule, procedeul fiind deja aplicat în țări ca Suedia și Elveția.

Cu excepția materialului lemnos, oaselor și penelor, toate materiile organice de origine animală și vegetală pot fi fermentate pentru a produce biogaz, dacă sunt indeplinite anumite condiții: oxigenul este exclus din mediul în care are loc procesul, apa este prezentă în cantitate suficientă și temperatura este menținută la un nivel optim. Fermentația poate avea loc și la temperaturi scăzute, de până la 10°C, dar foarte lent.

Majoritatea bacteriilor metanogene (producătoare de metan) preferă temperaturi de 32-42°C, de aceea cele mai multe instalații de biogaz sunt operate în acest interval de temperatură, numit mezofil. Există și bacterii care preferă temperaturi mai ridicate, până la 60°C, și care descompun mai rapid materia organică, dar consumul energetic necesar pentru a menține fermentatorul (digestorul), unde are loc procesul de descompunere, într-un interval de temperatură termofil (50-57°C), este considerat în cele mai multe cazuri neeconomic ²1³.

Dejecțiile de la fermele zootehnice sunt substraturi de bază în uzinele agricole de biogaz. Ele pot fi fermentate singure (monofermentație) sau împreună cu resturi vegetale (cofermentație). Dejecțiile animaliere conțin bacteriile metanogene din tractul digestiv al animalelor care descompun materialul organic și produc metan. Cele lichide asigură conținutul necesar de apă, pentru ca substratul să fie pompabil, în timp ce pentru a fermenta dejecțiile solide este nevoie să se adauge apă. Materialele cu un conținut de solide mai mare de 10% sunt greu de pompat și acest aspect trebuie luat în considerare în pregătirea substratului pentru fermentație. Substraturile care conțin mai mult de 10-15% solide pot fi fermentate fără adaos de apă, utilizând tehnologii diferite, de fermentație în substrat solid, care încă nu sunt foarte răspândite.

În majoritatea instalațiior de biogaz, dejecțiile animaliere sunt cofermentate cu resturi vegetale, pentru a spori producția de biogaz și a stabiliza procesul de fermentație. Frunzele de sfeclă, paiele, silozurile de porumb și ierburi, fânul, lucerna, resturile de cartofi, melasa, resturile de fructe utilizate la obținerea alcoolului sunt exemple de resturi vegetale ce pot fi cofermentate cu dejecțiile animale. Există și instalații care fermentează numai material vegetal, în special culturi energetice (e.g. porumb, sfeclă), cultivate special pentru producția de biogaz. În tabelul 1 sunt prezentate cantitățile de biogaz care se obțin în mod normal din câteva dintre substraturile menționate mai sus. Producția de gaz este prezentată ca volum obținut pro tona de material fermentat. Producția de biogaz din dejecții animaliere lichidă este mai mică și datorită faptului că dejecțiile au un conținut mai mare de apă.

Există diferite tipuri de instalații de biogaz, dar cele agricole sunt în general compuse din colectorul pentru dejecții, digestor și depozitul pentru digestat (figura 1). Cosubstraturile vegetale trebuiesc curățate de pietre și pământ înainte de a fi tocate și amestecate cu dejecțiile (și eventual apă) în colector. Substratul este apoi pompat în digestor, unde are loc fermetația. Digestorul poate fi alimentat în mod continuu sau discontinuu. Instalațiile cu alimentare discontinuă nu au nevoie de depozit pentru digestat. În acest tip de sisteme, digestorul este umplut la începutul procesului, iar la sfârșitul fermentației materialul rămâne în digestor până când este utilizat ca îngrășământ. Acest tip de instalații necesită investiții mai mici, dar are și producții mai reduse de biogaz. În Vest, majoritatea instalațiilor sunt alimentate continuu sau la intervale scurte cu substrat și o parte din digestat este pompată periodic din digestor în depozit.

Digestorul poate fi construit din beton sau oțel, poate fi orizontal sau vertical, amplasat sub nivelul solului (îngropat sau semiîngropat) sau deasupra. El trebuie să fie impermeabil pentru gaze și apă, trebuie să aibă un sistem de agitare a materialului și un sistem de încălzire (cu căldura de la motorul de ardere a biogazului) care să mențină temperatura la un nivel optim. Agitarea poate fi mecanică, cu palete sau elice, hidraulică sau pe bază de biogaz introdus sub presiune la baza digestorului. Depozitul de digestat trebuie acoperit cu o membrană impermeabilă pentru gaze, pentru a evita mirosurile neplăcute și pentru a putea colecta și capta gazul produs din procesele biologice ce au loc în timpul stocării digestatului. Biogazul produs din fermentație este în general stocat fie în domul de deasupra digestorului, confecționat din membrane duble impermeabile pentru gaze, fie în tancuri externe, din același tip de membrane. Cel mai adesea el este ars în unitatea de cogenerare, pentru a se obține energie electrică și termică. Înainte ca gazul să poată fi ars, trebuiesc îndepărtați vaporii de apă și acid sulfhidric, cu efect coroziv, pentru a proteja echipamentul. Electricitatea obținută din biogaz este utilizată pentru consum propriu, iar surplusul poate fi livrat în rețeaua națională. Căldura este utilizată pentru menținerea temperaturii optime de fermentare în digestor și pentru acoperirea nevoilor de apă caldă și căldură în fermă.

Beneficiile biogazului
Digestia anaerobă a deșeurilor agricole aduce beneficii atât mediului înconjurator, cât și fermierilor:

• Materia organică din care se obține biogazul este o sursă regenerabilă. Folosirea biogazului pentru producerea energiei electrice reduce consumul de combustibili fosili (cărbune, gaze naturale) și reduce emisiile de gaze cu efect de seră, ca dioxidul de carbon (CO2) și metanul metan (CH4), care duc la încălzirea globală;
• Fermentarea deșeurilor reprezintă o modalitate de reciclare a acestora, cu obținerea de produse valoroase. În acest mod, sunt reduse și emisiile de metan rezulate din depozitarea deșeurilor netratate sau împrăștierea lor pe câmp ca îngrășăminte;
• Depozitarea și folosirea dejecțiilor animaliere netratate ca îngrășămant duce de multe ori la poluarea cu nitrați a apelor freatice și de suprafață, cu efecte nocive asupra mediului și sănătății umane; fermentația dejecțiilor de grajd ajută la prevenirea poluării cu nitrați;
• Digestatul este un îngrășământ mai bun decât deșeurile netratate și, spre deosebire de acestea, este aproape inodor și atrage mai puțin insectele. Prin fermentația, chiar și la temperaturi mezofile, sunt eliminați mulți dintre patogenii prezenți în deșeuri și sunt inactivate semințele de buruieni, oprindu-se răspândirea acestora;
• Vânzarea curentului electric produs din arderea biogazului reprezintă o sursă de venit pentru fermieri.

În România, producția de energie electrică din surse regenerabile (E-SRE) este încurajată prin sistemul cotelor obligatorii, combinat cu sistemul de comercializare a certificatelor verzi la prețuri limitate legal inferior și superior. Producătorul de E-SRE vinde E-SRE pe piața de energie electrică, ca orice alt producător, obținând pentru aceasta prețul pieței, iar pentru acoperirea integrală a costurilor de producere și obținerea unui profit rezonabil primește pentru fiecare MWh de energie electrică livrat în rețea certificate verzi (CV), care pot fi tranzacționate în limitele de preț legal stabilite. Legea 220/2008 modificată prin Legea 139/2010 stabilește că producătorii de energie electrică din biogaz primesc 3 certificate verzi/MWh livrat. Prin aceeași lege, sunt fixate și prețurile certificatelor. Până în 2025, CV vor fi tranzacționate la minimum 27 euro/certificat, pentru a proteja producătorul, și maximum 55 euro/certificat, pentru a proteja consumatorii.

CV sunt achiziționate de furnizorii de energie electrică. Aceștia sunt obligați să achiziționeze anual un număr de certificate egal cu produsul dintre cota obligatorie stabilită de lege și cantitatea totală de energie electrică furnizată. Furnizorii care nu realizează cota obligatorie anuală sunt obligați să plătească contravaloarea certificatelor verzi neachiziționate la valoarea de 110 euro pentru fiecare certificat neachiziționat. Cota obligatorie în 2010 este de 8,3%, ea urmând să crească la 10% în 2011 și la 20% în 2020.

FARMAGAS promovează biogazul în România
FARMAGAS este un proiect de diseminare a informației și cunoștințelor tehnologice despre digestia anaerobă și biogaz, finanțat de UE, în cadrul programului IEE, și reprezintă o continuare a proiectului AGROBIOGAS, parte din cel de-al 6-lea Program-Cadru de Cercetare al UE. Scopul AGROBIOGAS a fost să adune informații financiare, tehnice și legale care să ajute fermierii din țările-țintă să dezvolte proiecte fezabile legate de biogaz. FARMAGAS își propune să adapteze și să răspândească informația acumulată și în România, Ungaria și Polonia, țări neincluse în AGROBIOGAS. Consorțiul care implementează FARMAGAS este format din trei parteneri AGROBIOGAS: Bremerhaven (Germania), Bioazul (Spania) și DAAS (Danemarca), împreună cu parteneri din noile țări- țintă: SITR (Polonia), FruitVeb (Ungaria) și FNPAR (România).

În fiecare țară se vor organiza trei seminarii naționale de informare a fermierilor în domeniul digestiei anaerobe și al biogazului.

revista, agricultura, evenimente, energie, biogaz, farmgas, electricitate, caldura, ue, comisia europeana, protectia mediului, vegetal, zootehnie, fermieri, producatori agricoli, tehnologii