Plantes de biogàs

En la digestió anaeròbia tenen lloc tres etapes importants, que són la hidròlisi o dilució dels sòlids presents, l'acidificació que es produeix com a conseqüència de la descomposició i un procés de metanogènesi duta a terme per una flora de bacteris que són els responsables de la formació del metà, sota unes condicions d'absència d'oxigen o anaerobiosi i a una temperatura compresa entre els 35-37ºC (rang mesòfil) o entre els 45 i 55ºC (rang termòfil) en un medi agitat.

Com a conseqüència de les fases anteriors, un percentatge important dels sòlids volàtils o matèria orgànica, compresa en el residu d'entrada, abandona el digestor en forma de biogàs, mentre que la resta del producte digerit, anomenat digestat, l'abandona en forma de sòlid amb un elevat contingut d'humitat. 

Tant la riquesa del biogàs pel que fa al contingut en metà sobretot la composició en Nitrogen, Fòsfor i Potassi (N: P: K) del digestat, depenen de la composició del producte i subproductes amb que s'hagi realitzat la barreja alimentada al digestor.

És per això que els continguts, per biogàs procedent de biometanització de residus orgànics, quant a metà poden oscil·lar en un rang d’entre el 50 al 80%, sent habituals valors del 60-65%, i del diòxid de carboni en un rang entre el 15 i 50%, sent habituals valors del 35%, en tots dos casos.
Mentre que, per al digerit, la composició en NPK serà la mateixa que la del producte original o el resultant de la barreja dels productes co-digestats, havent-se produït en tot cas, un canvi en les formes químiques en què es presenten entre l'entrada i la sortida.

El digestat és el producte sòlid digerit amb elevat contingut d'humitat que s'obté de la digestió anaeròbia.

En funció de la seva composició en NPK, el seu valor agronòmic serà més o menys pel que fa a l'aportació de nutrients per als cultius, comptant a més amb el valor afegit que es tracta d'un producte estabilitzat, és a dir que, al realitzar la seva aplicació sobre el terreny, ja no produeix emissions de gasos a l'atmosfera que poden resultar molestos i perjudicials per a la capa d'ozó, ja que alguns d'ells pertanyen al grup de gasos d'efecte hivernacle (GEH).

Pot ser aplicat directament com adob, encara que l'habitual és que primer passi per un procés de deshidratació mecànica amb què es separa l'aigua en forma lliure que envolta els sòlids, incrementant-se la sequedat del producte fins a valors propers o lleugerament superiors al 20% . Aquest producte, molt més manejable, és el que habitualment s'utilitza com a adob.
 
No obstant això, a la cadena de valorització, es pot procedir a un assecat solar o híbrid, que és objecte de tractament en una altra de les solucions.

La fracció líquida obtinguda en aquest procés, si no pot ser reutilitzada directament com a adob, passa per una estació de depuració, obtenint aigua que pot ser reutilitzada per al reg i fangs que tornen al digestor.

El biogàs obtingut de la digestió anaeròbia pot ser usat directament en calderes de combustió per escalfar el propi digestor i per cobrir les necessitats tèrmiques de les instal·lacions de la indústria, ja que rara és l'ocasió en què la quantitat produïda no sigui excedentària. Habitualment, les necessitats per a l'autoconsum no solen superar el 15% de la quantitat produïda.

La cogeneració és un altre dels usos habituals directes del biogàs, previ tractament de dessulfuració per evitar l'entrada d'aquest compost a la cambra de combustió dels motors.


Amb el motor de cogeneració, es produeix energia elèctrica i tèrmica.


El rendiment en energia elèctrica, per a motors de potències inferiors als 100 kW sol ser petita i estar entorn al 25%, ja que prima el tenir un major aprofitament tèrmic per poder escalfar el digestor, sent el rendiment tèrmic major al 50%. L'energia produïda, en l'actualitat, és per a l’autoconsum en la pròpia instal·lació, reduint els costos de compra externa d'energia.

En canvi, per a motors de major potència dels rendiments elèctric i tèrmic ja s'equilibren i solen estar al voltant del 38-42%..

El Upgrading o enriquiment del biogàs és el següent esglaó en la cadena de tractament del biogàs. Consisteix a eliminar el diòxid de carboni que conté, de manera que el resultat és l'obtenció d'un biometà amb una riquesa en metà igual a la del gas natural (GN). Segons la quantitat produïda pot resultar viable la seva injecció a la xarxa per a la seva distribució a qualsevol punt per al seu ús domèstic i industrial.

El biometà, també pot ser comprimit, sent equivalent al Gas Natural Comprimit (GNC) o liquat (GNL), per facilitar el seu transport a grans distàncies i ser usat en gasineres com a combustible per al transport pesat o vehicular.