اكتسب الغاز الحيوي ، وهو مصدر طاقة متجددة مشتق من المواد العضوية ، اهتمامًا كبيرًا كبديل مستدام للوقود الأحفوري. تتأثر قوة الغاز الحيوي ، أو محتواه من الطاقة ، بعوامل مختلفة تحدد إنتاجه وتكوينه.
العوامل التي تحدد قوة الغاز الحيوي
- تكوين المواد الأولية: يؤثر نوع وتكوين المواد الأولية العضوية المستخدمة في إنتاج الغاز الحيوي بشكل كبير على قوتها. يمكن إنتاج الغاز الحيوي من مجموعة كبيرة من المواد الأولية مثل روث الحيوانات ، ومخلفات المحاصيل ، ونفايات الطعام ، وحمأة الصرف الصحي.
- عملية الهضم اللاهوائي: تلعب عملية الهضم اللاهوائي ، التي تنطوي على تكسير المواد العضوية بواسطة الكائنات الدقيقة في غياب الأكسجين ، دورًا حاسمًا في تحديد قوة الغاز الحيوي. تؤثر عوامل مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة ووقت الاحتفاظ والخلط على كفاءة عملية الهضم اللاهوائي ، والتي بدورها تؤثر على قوة الغاز الحيوي. يمكن أن تؤدي ظروف العملية المثلى إلى زيادة إنتاجية الغاز الحيوي وزيادة محتوى الطاقة.
- تكوين الغاز الحيوي: يحدد تكوين الغاز الحيوي أيضًا قوته. يتكون الغاز الحيوي عادةً من الميثان (CH4) وثاني أكسيد الكربون (CO2) وكميات ضئيلة من الغازات الأخرى مثل الهيدروجين (H2) وكبريتيد الهيدروجين (H2S). الميثان هو المكون الرئيسي للغاز الحيوي وهو مسؤول عن محتواه من الطاقة. ينتج عن المحتوى العالي من الميثان غاز حيوي أقوى ، حيث يحتوي الميثان على قيمة حرارية أعلى مقارنة بثاني أكسيد الكربون.
- تقنيات الترقية: يمكن ترقية الغاز الحيوي لإزالة الشوائب وزيادة محتوى الميثان ، مما يؤدي إلى زيادة قوة الغاز الحيوي. يمكن أن يؤدي تطوير تقنيات مثل تنقية الغاز الحيوي وضغطه وتسييله إلى تحسين محتوى الطاقة للغاز الحيوي ، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات المختلفة مثل وقود المركبات وتوليد الكهرباء وإنتاج الحرارة.
- تصميم النظام وتشغيله: يمكن أن يؤثر تصميم وتشغيل أنظمة إنتاج الغاز الحيوي على قوة الغاز الحيوي. يمكن أن تؤثر عوامل مثل تصميم المفاعل ومعدل التحميل واستقرار النظام على كفاءة إنتاج الغاز الحيوي ، وبالتالي تؤثر على قوته.
