Hvordan produseres biogass?

Biogass kan produseres fra et stort utvalg av råstoff (organisk materiale). Mikroorganismer som lever av biomassen spiller den største rollen i produksjonsprosessen.

Det organiske materialet brytes ned av mikrobene og da skapes metan, som kan brukes lokalt eller oppgraderes til biogass tilsvarende naturgasskvalitet, noe som muliggjør transport av biogassen over lengre avstander. Materiale som inneholder organiske næringsstoffer produseres også i prosessen, og dette kan brukes til for eksempel landbruk.

Steg i biogassproduksjon

Biogass produseres ved hjelp av veletablert teknologi i en prosess som omfatter flere stadier:

1. Forbehandling: Bioavfall knuses til mindre biter for å forberede det for den anaerobe utråtningen. Forbehandlingen omfatter ofte å tilsette væske i bioavfallet for å gjøre det til en mer flytende masse.
2. Oppvarming: Biomassen varmes til rundt 37 °C for å skape ideelle arbeidsforhold for mikrobene.
3. Biogassproduksjon: Skjer gjennom anaerob utråtning i store tanker i cirka tre uker. Anaerobisk betyr at prosessen foregår uten tilstedeværelse av oksygen.
4. Oppgradering: Biogassen renses (oppgraderes) ved at karbondioksid fra biogassen separeres fra metan. I tillegg renses gassen for andre uønskede komponenter.

Etter denne prosessen er biogassen klar til bruk for bedrifter og forbrukere, for eksempel i flytende form eller etter injeksjon i gassrørnettet.

Forvandler et mangfold av organisk materiale til gass

Produksjon av biogass starter ved ankomst av råstoff til biogassanlegget. Et mangfoldig utvalg av faste så vel som slamlignende råmaterialer kan brukes.

Organisk materiale egnet for biogassproduksjon inkluderer:

• avløpsslam
• fiskeslam
• husholdningsavfall
• husdyrgjødsel og åkerbiomasse fra landbruket
• ødelagt mat fra butikker
• biologisk nedbrytbart avfall fra bedrifter og industrianlegg, for eksempel overskudd av laktose fra produksjon av laktosefrie meieriprodukter

Råstoffet leveres typisk til biogassanleggets mottaksgrop med lastebil eller renovasjonsbil.

En levering av fast biomasse som husholdningsavfall vil deretter gjennomgå knusing for å gjøre konsistensen så jevn som mulig. På dette tidspunktet blandes det også inn væske i råstoffet, gjerne flytende biorest som inneholder næringsstoffer hentet fra et senere steg i produksjonsprosessen, for å redusere mengden av fast biomasse til rundt en tiendedel av det totale volumet.

Forbehandlingen er også når alt uønsket ikke-biologisk nedbrytbart avfall, som emballasjeplast av utdatert matavfall fra butikker, skilles fra blandingen. Dette avfallet føres til et avfallsbehandlingsanlegg hvor det brukes til å generere varme og elektrisitet. Biomasse som har blitt tilsatt væske kombineres med biomasse som leveres i flytende form til biogassanlegget og pumpes inn i forkokertanken hvor enzymer som skilles ut av bakterier bryter ned biomassen til en enda finere konsistens.

Deretter hygieniseres biomassen før den går inn i selve biogassreaktoren (råtnetanken). Ved hygienisering elimineres eventuelle skadelige bakterier som finnes i biomassen ved å varme blandingen til over 70 °C i en time. Når den er renset, pumpes massen inn i råtnetanken hvor biogassproduksjon finner sted. Hygienisering gjør det mulig å bruke gjødselproduktet i landbruket.

Biomasse omdannes til gass av mikrober

I biogassreaktoren starter en mikrobiell prosess og biomassen går inn i en gradvis fermenteringsprosess.

I praksis betyr dette at mikrober lever av det organiske materialet, som proteiner, karbohydrater og lipider, og mikrobenes fordøyelse produserer metan og karbondioksid.

Mesteparten av det organiske materialet brytes ned til biogass – en blanding av metan og karbondioksid – på cirka tre uker. Biogassen samles i en sfærisk gassbeholder fra toppen av råtnetankene.

Biorest benyttet som gjødsel eller hagejord

De gjenværende faste stoffene og væskene som dannes i biogassproduksjonen kalles biorest. Denne bioresten går inn i en etter-kokereaktor og derfra videre inn i lagertanker. Biorest er godt egnet til bruk som gjødsling av åker.

Biorest kan også sentrifugeres for å skille de faste og flytende delene.

Fast biorest har bruksområder som gjødsel i landbruket eller i landskapsarbeid og kan også gjøres om til hagejord gjennom en modningsprosess som involverer kompostering.

Flytende biorest kan inngå som prosessvann og brukes til utvanning av bioavfall under forbehandlingen i biogassproduksjonen. Dette bidrar til å redusere bruken av rent vann. Den sentrifugerte væsken er rik på næringsstoffer, spesielt nitrogen, som kan separeres videre og brukes som gjødsel eller næringskilde i industrielle prosesser.

Ren biogass bidrar til å bevege oss mot et lavkarbonsamfunn

Biogass rett fra gassholderen til biogassanlegget vil allerede være klar for flere bruksområder. Men før gassen injiseres i gassrørledningsnettet eller brukes til drivstoff for kjøretøy, vil den fortsatt gjennomgå oppgradering.

I oppgraderingsprosessen blir gass filtrert og fløyet inn i kolonner hvor den skrubbes ved hjelp av fossende vann ved et veldig spesifikt trykk og temperatur. Vann absorberer effektivt karbondioksid og svovelforbindelser i gassen.

Biogass kan også renses ved hjelp av andre metoder, som å føre den gjennom aktivert kullfiltre for å fjerne urenheter.

Den oppgraderte biogassen som injiseres i gassnettet består av minst 95 % og vanligvis rundt 98 % metan. Oppgradert biogass inneholder fortsatt et par prosent karbondioksid da videre separering fra metan ikke er kostnadseffektivt og enda mindre fornuftig med tanke på brukbarheten av gassen. Biogassen tørkes forsiktig før injeksjon i gassnettet for å forhindre kondens under vintertemperaturer.

Biogass kan for eksempel brukes som drivstoff til tungtransport, by- og langdistansebusser og kommunale avfallshåndteringskjøretøy. Samtidig tjener biogass som bevis på de praktiske handlingene som tar oss mot fremtidens lavkarbonsamfunn.